天王星の大気
成層圏は、天王星の大気で中間の層であり、気温は、対流圏との境の53Kから高度に伴って徐々に増加し、熱圏の底では800Kから850Kになる。成層圏の熱源は、熱い熱圏からの下向きの熱伝導と、太陽からの紫外線や赤外線のメタンや炭化水素による吸収である。メタンは冷たい対流圏界面を通って成層圏に入るが、ここでの水素分子に対する混合比は、飽和の3分の1の約3×10である。気圧0.1ミリバールに相当する高度では、この値は、約10まで低下する。
メタンより重い炭化水素は、気圧10から0.1ミリバール、気温100Kから130Kに相当する高度160kmから320kmの比較的狭い層に存在する。成層圏でメタンに次いで豊富な炭化水素は、アセチレンとエタンであり、混合比は約10である。メチルアセチレンやジアセチレン等のさらに重い炭化水素の混合比は、さらに3桁低い約10である。成層圏の気温と混合比は、時間と緯度により異なる複雑な炭化水素は成層圏の冷却に寄与しており、特にアセチレンは、13.7μmの波長に強い輝線を持つ。
大気下層に存在するアンモニア、水、硫化水素等のより割合の少ない揮発物質の濃度はほとんど分かっていない。しかしメタンについては、その存在量は恐らく太陽の値よりも20倍から30倍大きく、もしかすると数百倍になるかもしれないと考えられている。
天王星の大気の同位体存在比についての情報は非常に限られている。唯一既知の同位体存在比は、1990年代に赤外線宇宙天文台で測定された重水素と水素の比で、5.5-1.5×10である。これは木星で測定された原始星の値2.25 ± 0.35×10よりも大きい。重水素はほぼ全てが、通常の水素と結合した重水素化水素の形で見られる。
スピッツァー宇宙望遠鏡による赤外分光や紫外線掩蔽の観測で、痕跡量の複雑な炭水化物が成層圏で見つかった。エタン、アセチレン、メチルアセチレン、ジアセチレン等が含まれ、太陽の紫外線等による光分解でメタンから生成されたと考えられている。赤外分光では、成層圏で水蒸気や一酸化炭素、二酸化炭素等が見つかっているが、これらは流星塵や彗星等の外的な要因で持ち込まれたと考えられている。