土星的构造
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发布时间：2022-04-23 04:12
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时间：2023-10-14 10:20
土星外围的大气层包括96.3%的氢和3.25%的氦，可以侦测到的气体还有氨、乙炔、乙烷、磷化氢和甲烷。上层的云由氨的冰晶组成，较低层的云则由硫化氢铵（NH₄SH）或水组成。相对于太阳所含有的丰富的氦，土星大气层中氦的丰盈度明显低得多。
对于比氦重的元素的含量，如今所知不甚精确；但如果假设与太阳系形成时的原始丰盈度是相当的，则可估算出这些元素的总质量是地球质量的19-31倍，而且大部分都存在于土星的核心区域。 土星的上层大气与木星相似（在相同定义的前提下），同样都有着一些条纹；但土星的条纹比较暗淡，并且赤道附近的条纹也比较宽。从底部延展至大约10公里高处，是由水冰构成的层次，温度大约是-23 ℃。在这之后是硫化氢氨冰的层次，延伸出另外的50公里，温度大约在-93 ℃，在这之上是80公里的氨冰云，温度大约是-153 ℃。接近顶部，在云层之上200-270千米是可以看见的云层顶端，由数层氢和氦构成的大气层。 土星的风速是太阳系中最高的，航海家计划的数据显示土星的东风最高可达500m/s（1,800公里/时）。直到航海家探测器飞越土星，比较纤细的条纹才被观测到。然而从那之后，地基望远镜也被改善到在通常情况下都能够观察到土星的这些细纹。
土星的大气层通常都很平静，偶尔会出现一些持续较长时间的长圆形特征，以及其他在木星上常常出现的特征。1990年，哈柏太空望远镜在土星的赤道附近观察到一朵极大的白云，是在航海家与土星遭遇时未曾看见的，在1994年又观察到另一朵较小的白云风暴。1990年的白云是大白斑的一个例子，这是在每一个土星年（大约30个地球年），当土星北半球夏至的时候所发生的独特但短期的现象。之前的大白斑分别出现在1876、1903、1933和1960年，并且以1933年的最为著名。如果这个周期能够持续，下一场大风暴将在大约2020年发生。
来自卡西尼号太空船的最新图像显示，土星的北半球呈现与天王星相似的明亮蓝色（见下图）。这种蓝色非常可能是由瑞利散射造成的，但因为当时土星环遮蔽住了北半球，因此从地球上无法看见这种蓝色。 天文学家通过分析红外线影像发现土星有一个“温暖”的极地漩涡，这种特征在太阳系内是独一无二的。天文学家认为这个点是土星上温度最高的点，土星上其他各处的温度是-185 ℃，而该漩涡处的温度则高达-122 ℃。
在航海家1号的影像中最先被注意到的是一个长期出现在78°N附近，围绕着北极的六边形漩涡。不同于北极，哈勃太空望远镜所拍摄到的南极区影像有明显的“喷射气流”，但没有强烈的极区漩涡，也没有“六边形的驻波”。但是，NASA报告卡西尼号在2006年11月观测到一个位于南极像飓风的风暴，有着清晰的眼壁。这是很值得注意的观测报告，因为在过去除了地球之外，没有在任何的行星上观测到眼壁云（包括伽利略号太空船在木星的大红斑上都未能发现眼壁云）。
在北极的六边形中每一边的直线长度大约是13800 公里，整个结构以10h39m24s自转，与行星的无线电波辐射周期一样，这也被认为是土星内部的自转周期。这个六边形结构像大气层中可见的其他云彩一样，在经度上没有移动。
这个现象的规律性的起源仍在猜测之中，多数的天文学家认为是在大气层中某种形式的驻波，但是六边形也许是一种新型态的极光。在实验室的流体转动桶内已经模拟出了多边型结构。
从六角风暴辨土星一天的时长
土星北极点的上方存在着和木星表面的大红斑一样令人着迷的景象——因为一个特殊的急流而持续存在的六角形风暴。土星上一天的时间很短暂，2013，行星科学家认为，六角形风暴的循环能基本准确地反映出土星一天的时长：10小时39分23秒。与其他的气体巨星一样，土星缺少坚实的地表，因此科学家无法利用其地表测量它的自转周期。此外，土星表层大气在赤道附近的运动速度也比其在极点附近的运动速度快。
许多行星科学家利用磁场释放出的无线电推算天体的自转周期，因为科学家假设这些无线电是从星球的深层内部释放出来的，那里的自转周期更加稳定。然而，对于土星而言，这种推测方法遇到了阻碍：从土星南北半球释放出的无线电有15分钟左右的时间差。
相对而言，六角形风暴的循环更加稳定，因此可以作为推断自转周期的一个关键因素。研究者将卡西尼号土星探测器拍摄到的时间跨度为5年半的图像结合在一起加以分析，发现六角形风暴的循环周期几乎不会发生变化。这一发现暗示：可蔓延数百公里的六角形风暴与星球的内部关系密切，因此它是土星真实自转速度的一个有效标示。 主条目：土星磁层
土星有一个简单的具有对称形状的内在磁场——一个磁偶极子。磁场在赤道的强度为0.2 高斯（20 µT），大约是木星磁场的20分之一，比地球的磁场微弱一点；由于强度远比木星的微弱，因此土星的磁层仅延伸至土卫六轨道之外。磁层产生的原因很有可能与木星相似——由金属氢层（被称为“金属氢发电机”）中的电流引起。与其他的行星一样，土星磁层会受到来自太阳的太阳风内的带电微粒影响而产生偏转。卫星土卫六的轨道位于土星磁层的外围，并且土卫六的大气层外层中的带电粒子提供了等离子体。
