È difficile dire dove sia la base della atmosfera di Saturno. Infatti non esiste una netta separazione tra le regioni in cui l'Idrogeno molecolare e l'Elio passano dallo stato liquido a quello gassoso. Come Giove anche Saturno presenta una serie di bande o fasce parallele di colori leggermente diversi ma molto più sfumati. Esse si possono dividere in regioni polari, temperate, tropicali ed equatoriali anche se qui assumono un significato diverso da quelle terrestri. Per stabilire dove inizia l'atmosfera si definisce un'"altezza zero" come quella attorno alla quale la temperatura inverte il suo andamento.
Nell'atmosfera terrestre l'inversione di temperatura avviene nella stratosfera dove si trova lo strato di ozono, ed è dovuta all'assorbimento da parte di quest'ultimo della radiazione dell'ultravioletto solare. Su Saturno si verifica lo stesso fenomeno ma in questo caso il gas che assorbe la radiazione solare è il metano e non l'ozono.
Sotto lo "zero" di riferimento la temperatura cresce verso il basso da 100° a 300° (gradi Kelvin) ad una profondità di 300 km. Sopra riprende a crescere fino a raggiungere, 200 km più in alto, i 150° (gradi Kelvin).
La pressione varia da 1/10 di atmosfera, a 300 km di profondità, sino a 1/1000 all'altezza di 200 km. Il riscaldamento verso il basso è dovuto al calore prodotto dalle fonti energetiche interne del pianeta mentre quello verso l'alto è causato dall'assorbimento della radiazione solare. Saturno irradia, come Giove, una quantità di energia, nell'infrarosso, doppia di quella ricevuta dal Sole.
L'atmosfera è composta d'idrogeno molecolare per il 96.3 %, di elio per il 3.3 % e di metano per lo 0.4 %. La temperatura non è abbastanza fredda da permettere la condensazione del metano mentre ad un centinaio di km sotto il livello di riferimento la pressione è di circa 1 atmosfera e l'ammoniaca può probabilmente condensarsi (da cui le macchie biancastre osservate).
Una delle principali differenze tra Giove e Saturno è legata alla scarsa presenza, nell'atmosfera di quest'ultimo, di sistemi di nubi. Nell'atmosfera di Saturno si osservano delle fasce parallele all'equatore e macchie ovali di diversa colorazione. I colori sia delle bande che delle macchie, sebbene più sfumati di quelli di Giove, dipendono dalle sostanze presenti nell'atmosfera e dal modo in cui la luce solare ne eccita e ne dissocia le molecole. Il colore biancastro delle nubi più alte è dovuto all'ammoniaca mentre quello di colore bruno più in basso deriva dalla presenza di idrosolfuro di ammoniaca ed ancora più in basso risalta il colore azzurrino tipico di nubi contenenti acqua.
Dati dell'atmosfera di Saturno | --- |
Pressione atmosferica (bars) | 1.4 |
Temperatura media delle nubi | -125°C |
Composizione atmosfera di Saturno | -- |
Idrogeno | 97% |
Elio | 3% |