Odkryto, że Neptun, gazowy gigant i najdalej od Słońca duża planeta, ma bardzo aktywne wzorce pogodowe. Jego odległość od słońca oznacza, że temperatury atmosferyczne mogą być jednymi z najniższych w Układzie Słonecznym, sięgając –218 stopni Celsjusza. Atmosfera otacza płynny płaszcz wody, metanu i amoniaku. Ciepło z płaszcza mieszające się z zimną atmosferą napędza wiatry do najwyższych znanych prędkości na dowolnej planecie.
Atmosfera
W atmosferze Neptuna dominującym gazem jest wodór, z mniejszymi ilościami helu, metanu i innych węglowodorów. Jego silna grawitacja pozwala mu zatrzymywać lekkie gazy, które uciekają z mniejszych planet, takich jak Ziemia.
Temperatury
Ponieważ znajduje się 2,8 miliarda mil od Słońca, około 30 razy dalej niż Ziemia, Neptun dostaje mało światła słonecznego. Średnia temperatura powierzchni to około –200 stopni Celsjusza. Jednak ma wewnętrzne źródło ciepła, które prawdopodobnie pochodzi z radioaktywnych minerałów głęboko w planecie. W jądrze Neptuna temperatura dochodzi do 7000 stopni Celsjusza.
Wiatr
Neptun ma najwyższe zmierzone prędkości wiatru w Układzie Słonecznym — do 1200 mil na godzinę. Uważa się, że wiatry napędza duża różnica temperatur między wspomnianym powyżej wewnętrznym źródłem ciepła a zimną przestrzenią.
Dziury i Chmury
Sonda Voyager 2 zaobserwowała na południowej półkuli Neptuna cechę znaną jako Wielka Ciemna Plama. Początkowo sądzono, że jest jak Wielka Czerwona Plama Jowisza – gigantyczny stabilny system burzowy. Jednak w 1994 roku plamka Neptuna zniknęła. Podobny pojawił się w regionach północnych. Obecnie uważa się, że ta cecha nie jest burzą, ale dziurą w chmurach metanu. System białych chmur, również widziany przez Voyager 2, otrzymał przydomek „Scooter”. Okrążał planetę co 16 godzin.
pory roku
Ze względu na 165-letni okres orbitalny Neptuna, jego pory roku trwają 40 lat. Jest nachylony na swojej osi mniej więcej tak samo jak Ziemia, więc światło słoneczne zmienia się na różnych szerokościach geograficznych wraz z porami roku. Kiedy półkula północna jest nachylona w stronę słońca, ciepło narasta i uwalnia w kosmos metan. To samo dzieje się nad biegunem południowym podczas słonecznej pory roku.
Termosfera
Stwierdzono, że termosfera planety, warstwa cienkiego gazu wysoko w atmosferze graniczącej z kosmosem, ma temperaturę 380 stopni Celsjusza. Światło słoneczne na odległość Neptuna nie wystarcza, aby tak bardzo ogrzać atmosferę. Zaproponowano kilka teorii, takich jak energia uwalniana przez ruch wiatru słonecznego przeciwko polu magnetycznemu planety. Nadal nie wiadomo, dlaczego ten region jest tak gorący.