Sao Thiên Vương
Khí hậu > Sự biến đổi của mùa

Trong thời gian ngắn từ tháng 3 tới tháng 5 năm 2004, có một số đám mây lớn xuất hiện trong khí quyển Sao Thiên Vương, và hành tinh hiện lên giống như Sao Hải Vương. Các quan sát cũng ghi nhận kỷ lục mới về tốc độ gió cỡ 229 m/s (824 km/h) và một cơn giông tồn tại lâu mà các nhà khoa học gọi là "Pháo hoa ngày 4 tháng 7". Ngày 23 tháng 8 năm 2006, các nhà nghiên cứu ở Viện Khoa học Không gian (Boulder, CO) và Đại học Wisconsin phát hiện thấy một vết tối trên khí quyển Sao Thiên Vương, cho phép các nhà thiên văn học hiểu sâu hơn về hoạt động khí quyển của hành tinh. Họ vẫn chưa hiểu được đầy đủ tại sao có sự bất thình lình xuất hiện vết tối này, nhưng dường như độ nghiêng trục quay của hành tinh đã gây ra quá trình biến đổi khắc nghiệt theo mùa của Sao Thiên Vương. Việc xác định bản chất của sự biến đổi mùa là rất khó bởi vì những dữ liệu tin cậy về khí quyển của Sao Thiên Vương mới chỉ thu thập trong khoảng thời gian nhỏ hơn 84 năm, hay một năm của Sao Thiên Vương. Các nhà khoa học cũng phát hiện thêm một số hiện tượng mới. Sử dụng kỹ thuật đo thông lượng bức xạ điện từ (photometry) phát ra từ hành tinh trong khoảng thời gian một nửa năm Sao Thiên Vương (bắt đầu trong thập niên 1950) đã cho thấy có sự biến đổi đều về độ sáng trong hai dải phổ, với độ sáng cực đại xuất hiện vào lúc hành tinh ở điểm chí và cực tiểu khi nó ở điểm phân. Một hiện tượng biến đổi tuần hoàn khác, với cực đại tại điểm chí, thông qua phép đo sóng vi ba đối với tầng đối lưu sâu phía dưới bắt đầu thực hiện từ thập niên 1960. Những đo lường về nhiệt độ của tầng bình lưu thực hiện từ thập niên 1970 cũng chỉ ra giá trị cực đại gần thời gian của hành tinh ở điểm chí năm 1986. Yếu tố chính của sự biến đổi này xảy ra là do ảnh hưởng của góc quan sát hình học khi theo dõi Sao Thiên Vương từ Trái Đất.
Có một số lý do để tin rằng sự thay đổi của các tính chất vật lý theo mùa đang xảy ra trên Sao Thiên Vương. Thực tế hành tinh có một vòng sáng và chỏm cực khí quyển ở vùng cực nam, trong khi phần còn lại bao gồm cả bán cầu bắc lại khá mờ nhạt và tĩnh lặng trong bước sóng khả kiến, hay nó không tương thích với mô hình về sự thay đổi mùa nêu ở trên. Trong thời gian của hành tinh ở điểm chí năm 1944, Sao Thiên Vương có một số điểm sáng và cực bắc của nó không phải luôn luôn mờ nhạt. Thông tin này cho thấy các cực có lúc sáng lên trước lúc điểm chí và tối đi sau lúc điểm phân. Những phân tích chi tiết từ dữ liệu đo qua bước sóng khả kiến và vi ba cho thấy có sự biến đổi chu kỳ về độ sáng không hoàn toàn đối xứng xung quanh thời gian hành tinh ở điểm chí, và các nhà khoa học cũng quan sát thấy có sự biến đổi trong suất phản chiếu hình học dọc theo kinh tuyến (bắc-nam) của hành tinh. Cuối cùng trong thập niên 1990, khi Sao Thiên Vương đi ra khỏi điểm chí, kính thiên văn không gian Hubble và những kính mặt đất phát hiện thấy chỏm cực khí quyển ở cực nam đã tối đi đáng kể (ngoại trừ vòng sáng (collar) bán cầu nam, nó không bị biến đổi độ sáng), trong khi ở bán cầu bắc bắt đầu có sự gia tăng hoạt động trong khí quyển, như bắt đầu hình thành các đám mây, gió thổi mạnh hơn, củng cổ thêm dự đoán bán cầu bắc sẽ có màu sáng dần lên. Điều này thực sự đã diễn ra vào năm 2007 khi hành tinh đến vị trí điểm phân: xuất hiện một vòng khí quyển mờ ở bán cầu bắc, trong khi vòng bán cầu nam gần như biến mất, mặc dù sự phân bố gió thổi dọc theo vĩ độ vẫn còn khá lệch, với gió ở bán cầu bắc thổi chậm hơn gió ở bán cầu nam.
Cơ chế vật lý cho sự thay đổi vẫn chưa biết rõ ràng. Gần thời gian đông chí và hạ chí, hai bán cầu của Sao Thiên Vương hoặc là được chiếu hoàn toàn bởi ánh sáng Mặt Trời hoặc là nằm trong bóng tối. Sự sáng lên trong bán cầu được chiếu sáng được cho là kết quả từ sự phản chiếu của những đám mây methan và lớp khói bụi nằm trong tầng đối lưu. Vòng sáng nằm ở vĩ độ −45°Cũng có sự liên hệ với các đám mây methan. Những sự thay đổi khác trong vùng cực nam có thể giải thích bằng sự thay đổi của những lớp mây ở cao độ thấp trong khí quyển. Sự biến đổi trong tín hiệu bức xạ vi ba phát ra từ Sao Thiên Vương có khả năng là do sự thay đổi của hiện tượng vận động trong khí quyển ở sâu trong tầng đối lưu, bởi vì những đám mây dày và bụi khói ở cực có thể cản trở bức xạ vi ba. Sự thay đổi động lực khí quyển cũng như hiện tượng đối lưu cũng thay đổi theo mùa khi Sao Thiên Vương đến điểm phân hoặc điểm chí.