Я дам цей постріл. Корекція вітається.
Температура верхньої атмосфери.
Це не просто елементи, що надають планеті колір, а температура елементів. Коли ми вивчаємо, як виглядає планета, ми в основному говоримо про відбиті сонячні промені від поверхні планети чи атмосфери. З Землею її атмосфера є достатньо прозорою, щоб її поверхню було видно з космосу. Однак це єдина планета Сонячної системи, де це так. Інші планети мають густу атмосферу, тому все, що ми бачимо, це в основному хмари на висоті.
Крім того, наскільки я розумію, картини планет часто вдосконалюються, щоб зробити якісь відмінності більш очевидними. Тож якщо ви насправді пролетіли над Юпітером, його лінії можуть бути не настільки виразними, як гарні зображення, які ви зазвичай знайдете в Інтернеті. Незважаючи на це, це не змінює ваше питання; його лінії все ще далеко, набагато виразніше, ніж Сатурн, і Галілео зміг побачити його Червону пляму, тому я думаю, що можна впевнено сказати, що його лінії вимовляються, навіть якщо малюнки, які ми отримуємо, трохи підкреслені.
Так що в будь-якому випадку Юпітер знаходиться на правильній відстані від Сонця, щоб пройти атмосферний перехід від льоду до газу. Як стверджує Вікіпедія ,
Верхні хмари аміаку, видимі на поверхні Юпітера, організовані в десяток зональних смуг, паралельних екватору, і обмежені потужними зональними атмосферними потоками (вітрами), відомими як струмені. Смуги чергуються за кольором: темні смуги називаються поясами, а світлі - зонами. Зони, холодніші за пояси, відповідають горловинам, тоді як пояси відзначають низхідне повітря. Вважається, що світліший колір зон є результатом аміачного льоду; що надає поясам більш темні кольори, невідомо з впевненістю
Аміачний лід, як і весь лід, дуже відбиває, тому холодніші смуги з льодом легші. Газ аміаку прозорий , але кожен, хто коли-небудь пролітав над океаном, знає, що якщо у вас достатньо прозорої речі (води), він має виразний колір. Хоча цитата з Вікіпедії вище говорить, що причина темніших кольорів невизначена, менше льоду в його найвищій атмосфері означає менше відбитого світла і темнішого кольору.
Сатурн, Нептун та Уран досить далеко від Сонця, де у них завжди є лід у верхній більшості атмосфер, тому вони мають менше варіацій у кольорі. Хмари Землі - це головним чином лід (не водяна пара), так що в основному це відповідь. Юпітер - це правильна відстань від Сонця для його верхньої атмосфери до переходу і має чіткі смуги, деякі з льодом, деякі без.
"Але чому смуги прямі?"
Це пов’язано з ефектом Коріоліса . Якщо дивитися згори, ефект Коріоліса створює смуги, які вирівнюються з екватором. Юпітер і Сатурн обертаються досить швидко (9,5 і 10,8 годин відповідно), тому обидва мають сильний ефект Коріоліса.
Атмосфера Юпітера не просто рухається вздовж тих видимих ліній; він циркулює від більш теплих нижніх частин атмосфери до вищих частин конвекцією. Це тому, що потрібно перенести багато тепла. Юпітер (разом із Сатурном, Ураном і Нептуном) все випромінює більше тепла в космос, ніж отримує від Сонця, тому, хоча тепло від Сонця грає роль у не замерзанні верхньої атмосфери Юпітера в більш теплих поясах, це ефект Коріоліса що створює групи.
У Сатурна теж є групи (як відомо). Вони не такі видимі, оскільки і теплі смуги, і холодні смуги Сатурна крижані. Дивіться статті тут і тут і статті з помилковою кольоровою картиною тут , зараховуючи кольори Сатурна до аміачного льоду.
Отже, для формування смуг все, що вам потрібно, - це відносно швидке обертання. Але для добре помітних смуг планета-гігант-газ повинна знаходитись на правильній відстані від Сонця та / або мати потрібну кількість внутрішнього тепла. Вся справа в температурі.
Я відчуваю, що мені доводиться пунктуацію цього "напевно", тому що я не можу поклястись, що Сатурн має аміачний лід навколо своєї верхньої атмосфери, але я впевнений, що це головна різниця між більш рівномірним виглядом Сатурна (Уран і Нептун теж). Це, насамперед, аміак, який надає цим планетам своє забарвлення, хоча і Сатурн, і Юпітер мають 99% водню та гелію. Прямі молекули газу (O2, N2, H2) та благородні гази, як правило, дуже мало взаємодіють із видимим світлом.
Ось весела стаття про колір планети-гіганта. Однак наука про те, що надає атмосфері певного кольору, є досить складною і вище моєї зарплати. Також ця стаття мені здалася цікавою, хоча я не можу присягати на її точність. Сатурн випромінює дивовижну кількість тепла, враховуючи, що це 1/3 маси Юпітера.
Нарешті, цей може дати більш точну, але менш сексуальну картину Сатурна, ніж ми звикли бачити.
Заключна примітка про темні плями Юпітера та темні смуги. Вікіпедія сказала, що причина темряви невідома (як це було зазначено вище). Хоча я вважаю, що брак атмосферного аміачного льоду є значною мірою частиною відповіді, ось чергове пояснення темно-червоної плями Юпітера та (можливо) певною мірою його темних смуг. Юпітер отримує в середньому приблизно в 3,4 рази сонячне випромінювання на квадратний метр, ніж Сатурн. Додамо до цього, можливо, відбувається більш велике змішування атмосфери, ніж Сатурн, та більше органічних сполук у його верхній атмосфері, які, у поєднанні з УФ-променями, також можуть грати роль у більш темних лініях Юпітера.
