האם קיימות טמפרטורות עונתיות בשבתאי?

להטייה הצירית של כדור הארץ 23.4 מעלות יש השפעה עמוקה על האקלים, ועם הטיה של 26.75 מעלות, שבתאי אמור לחוות השפעות אקלימיות דומות, אך היא אינה עושה זאת. במקום שינויי טמפרטורה עונתיים והבדלי טמפרטורה בין הקטבים, כמו אלה הקיימים על פני כדור הארץ, טמפרטורת פני השטח של שבתאי משתנה מעט בקו רוחב ומעונה ל עונה. הסיבה היא שרוב החום של שבתאי מגיע מבפנים - לא מהשמש.

לשבת לוקח 29.45 שנות כדור הארץ להקיף את השמש, מה שגורם לכל אחת מעונותיה להימשך קצת יותר משבע שנים. כשכל אחד מקטביו נוטה מהשמש, והחורף יורד על חצי הכדור הזה, האטמוספירה לובש גוון כחלחל שלדעת מדעני נאס"א הוא אור שמש אולטרה סגול המגיב בסטרטוספירה מתאן. יחד עם זאת, הצבע הכחלחל נמוג בהדרגה מהמיספרה הנגדית. וריאציות צבע אלה, שתועדו בפירוט על ידי המסלול של קאסיני, יכולות ליצור רושם של שינויי טמפרטורה עונתיים על פני השטח, אך רושם זה מטעה.

שבתאי הוא עולם גזי ואין לו משטח, אך ברמה העליונה של ענניו הטמפרטורה נותרת יציבה מינוס 178 מעלות צלזיוס (מינוס 288 מעלות פרנהייט) לאורך כל השנה. קיימות שינויים אופקיים, בגלל רוחות עזות שנושבות במהירות של 1,800 ק"מ לשעה (1,118 מייל לשעה), אך הטמפרטורה משתנה מעט עם קו הרוחב. אולם בשנת 2004, אסטרונומים במצפה הכוכבים קק בהוואי גילו מערבולת בקצה ה קוטב דרום עם טמפרטורה בטווח של מינוס 122 מעלות צלזיוס (מינוס 188 מעלות פרנהייט).

שבתאי מקרין יותר מכפליים מהאנרגיה שהוא מקבל מהשמש, שהיא הכי גדולה מכל כוכב לכת במערכת השמש. חלק מכך נובע מהחום שנוצר בליבתו, כאשר כוחות הדחיסה מייצרים טמפרטורות סביב 11,700 מעלות צלזיוס (21,000 מעלות פרנהייט). שבתאי מייצר יותר חום מאשר צדק, מכיוון שהוא התקרר מספיק כדי לאפשר להליום להתעבות וגשם מתוך האטמוספירה העליונה שלו. טיפות ההליום מייצרות חום חיכוך כאשר הן נופלות באטמוספירת המימן. תופעה זו אחראית לטמפרטורות כמעט אחידות על פני כדור הארץ ולהיעדר הבדלים עונתיים.

נקודה חמה קוטבית של שבתאי היא תופעה המיוחדת לאותו עולם. לכדור הארץ, צדק, ונוס ומאדים יש מערבולות קוטביים, אך הם קרים מסביבתם. מדענים אינם בטוחים מה גורם לכך, אך אחת ההצעות היא שחומר חלקיקים באטמוספרה העליונה לוכד אור שמש אולטרה סגול, מה שהופך את המקום החם לעונתי. תיאוריה זו אינה מסבירה את ריכוז החלקיקים בקטבים. השפעה נוספת אפשרית על טמפרטורת פני השבת היא גשם של טיפות מים טעונות מטבעותיו. אלה מתקשרים עם היונוספירה וגורמים להיווצרות צללים בקווי רוחב ספציפיים.