這顆藍色的星球，頭上戴着白帽子，腰上系着白絲綢。

這張照片由哈勃天文望遠鏡于2018年11月拍攝。通過這張照片可以看出天王星的北極覆蓋着大面積的暴風雲。與地球相比，天王星上的季節也很奇怪。照片來自美國宇航局/歐洲航天局/A·西蒙等。

天王星上的奇怪季節

天王星上的季節很奇怪，至少站在地球的角度來看，确是如此。在我們探索系外行星及其遙遠的恒星系時—或者思考行星的衛星，又或其他小行星—誰知道我們會發現什麼樣的範圍差異呢？但是我們都知道，與地球以及太陽系内的其他行星相比，天王星确實有着很不同尋常的季節。這是因為天王星的自轉軸相對于其公轉軌道極其傾斜。相較于其他行星—它們圍繞局域恒星運行時，優雅得近乎直立旋轉—天王星卻幾乎是滾動着圍繞太陽運行，像一顆滾動的球。

地軸與地球公轉軌道面垂線的交角為23.5度，而天王星自轉軸與其公轉軌道面垂線交角是98度！因此天王星幾乎側向傾斜于太陽系平面。太陽系平面是一個平面空間，系内所有行星和衛星都在其中運行。

其次，關于天王星的軌道，距離太陽18億英裡（280億萬公裡）。正是如此，天王星圍繞太陽運行一周需要很長時間。天王星上的“一年”相當于84個地球年，也就是說，天王星上的每一季有21個地球年那麼長。這也是地球人認為天王星的四季很奇怪的另一個原因。

同地球一樣，天王星有一個近乎于圓的軌道，因此，天王星運行軌道上的任一點與太陽之間的距離大緻相等。不同于火星—與地球和天王星相比，其軌道近于橢圓—天王星與太陽之間的距離并不是季節變化的因素。

相反，與地球一樣，行星傾斜造就了天王星的四季變換。

極度傾斜導緻極端季節

那麼，想想與地球季節的形成相比，天王星的傾斜是怎樣影響其季節的。傾斜度就是其中的一個不同。地軸的傾斜是北極和南極在夏天出現極晝，冬天出現極夜現象。由于地軸傾斜度較小，地球兩極地區出現的極晝和極夜現象對整個地球的影響也相對較小。

但天王星自轉軸的傾斜度很大—98度。因此，處于夏季的天王星一極和大部分的夏半球會持續直面太陽21年。與此同時，天王星的另一半球—冬季球—會持續21年的黑暗。那是一段相當長極夜和極晝。

天王星上的春天和秋天也很怪異。在春分和秋分之時，太陽直射天王星的赤道地區。在那些季節裡，天王星一天的長度對其氣候有重要影響。天王星的自轉周期為17小時14分鐘，那也是天王星上的晝夜更替時間。

因此，在天王星處于春秋兩季時，該星球上的大部分地區約17個小時就有一天白天和一天黑夜。這和在夏季和冬季時完全不同—那時，有一個半球不是黑夜就是白晝。

天王星上的季節：如圖：天王星在其軌道上的四個位置，其自轉軸在不同的季節指向太陽或平行于軌道。

如圖所示是天王星在其軌道上的四個位置。1986年，旅行者2号經過天王星時，天王星的南極正對着太陽，南極上空的大氣并不活躍。2017年，太陽直射天王星的赤道時，導緻了17小時的晝夜更替周期。地基和天基觀測站觀察到天王星大氣的更多活動，比如雲層特征和大氣帶。圖源：M. 肖沃特和M. 戈登/搜尋地外文明研究所/SSEC. 使用許可。

黑色背景中，光滑、無特點的淡藍色小球

1986年，旅行者2号拍攝到的藍藍的，無其他特征的天王星。旅行者号經過天王星時，正好是在天王星南半球夏季的時候。圖源：美國航天局攝影志。

從地球或空間站上能觀察到什麼

極端的季節性變化導緻天王星的雲層模式發生急劇變化。通過對天王星幾十年的觀測，地基和天基觀測站已經觀察到了這種變化。旅行者2号航空器是唯一一個從地球出發經過天王星的航天器。1986年，旅行者2号飛過天王星時，正值天王星南半球的夏季。因此，旅行者2号拍攝到的是一顆藍色的、毫無特征的天王星。

在旅行者2号飛過天王星的幾年後，天文觀測技術更加強大成熟。當天王星繞着太陽在公轉軌道上轉動時，我們觀察到了天王星上的季節變化。

自旅行者2号觀察到天王星，天王星開始擺脫了長達幾十年的冬/夏季的控制。天王星南半球的秋分發生在2007年，那時太陽正好直射赤道，陽光多年來第一次照射到某些緯度。大氣層中的光和熱引發了巨大的風暴，其規模與北美風暴相當（但溫度為-300華氏度/-184攝氏度），是天王星大氣層中的可見亮點。

大概就是在那時，地球和天空望遠鏡觀察到天王星大氣中雲層變多了。陽光幾十年來第一次照射到天王星的部分地區，其環帶大小和亮度發生了變化。此外，星球表面出現了黑斑—觀測者觀察多年的亮斑也變多了。

在未來的幾十年裡，随着天王星再次進入長冬/長夏之際時，我們又會觀察到一些什麼呢？

藍色條紋行星，插圖中顯示放大的黑點。

這些黑點在天王星北半球秋分時開始出現，黑點所占據的面積很大，幾乎達到天王星的2/3。圖源：美國航天局/歐洲航天局/L·斯羅莫夫斯基和P·弗賴伊

太空中的天王星，有很薄的光環和幾個衛星。天王星上有彩色的條紋和斑點。

這張2004年的天王星照片是用濾光片拍攝的，濾光片用來隔離特殊的光波，以凸顯的特征—雲層高度和厚度的變化—否則雲層是觀察不到的。增強圖像中天王星周圍的其他區域以突顯天王星的環帶和幾顆衛星。圖源：美國航天局/埃裡克·卡考斯卡。

總之：因為天王星的自轉軸的傾斜度很大，導緻了極端的季節變化，這也使天王星的大氣活動在春夏兩季時有所增加。

BY: Deborah Byrd

FY: 北竹

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