האטמוספירות של הפלנטות הענקיות מכוסות בעננים ובאובך, כה סמיכים שאי אפשר לראות דרכם לעומק. (ממילא אין לפלנטות האלה פני שטח מוצקים). העננים בכל ארבע הפלנטות הענקיות מסודרים ברצועות: חגורות כהות ואזורים בהירים, המקבילים לקו המשווה. רואים אותם הכי טוב בצדק ובשבתאי. העננים בפלנטות הענקיות עשויים בעיקר גבישי קרח: אמוניה קפואה, אמוניום הידרוסולפיד ומים. התרכובות האלה אינן המרכיבים העיקריים של האטמוספירה, המימן וההליום. הן מרכיבים זעירים שהתעבו באטמוספירה, כמו שאדי מים, מרכיב זעיר באטמוספירה של כדור הארץ, מתעבים לעננים.
הצבעים וצורות העננים מגלים את התנאים באטמוספירות של הפלנטות. ההבדלים בצורות העננים ובצבעים בין הפלנטות הענקיות נובעים מהבדלים בטמפרטורה, בהרכב הכימי ובמבנה של האטמוספירות. בצדק ובשבתאי האזורים הבהירים לבנבנים או צהבהבים, והחגורות הכהות בגוני אפור, חום וחום-אדמדם. את הצבעים יוצרות תרכובות של גופרית ושל זרחן, ותרכובות אורגניות. המילה "אורגנית" אינה רומזת לחיים; היא רק מתארת כימיה מורכבת של קשרי פחמן-מימן בעננים של הפלנטות האלה. זכרו שבתמונות רבות של הפלנטות הענקיות הצבעים "שופרו"; הצבעים האמיתיים שלהן עדינים למדי.
העננים של אורנוס כמעט לא נראים, כי הם מוסתרים מתחת לשכבת ערפל. הצבע הכחול של אורנוס ושל נפטון נובע משתי תופעות. ראשית, מתאן, מרכיב חשוב באטמוספירה שמעל העננים, בולע את האור האדום. שנית, אותו פיזור של אור כחול שצובע את השמיים של כדור הארץ מתרחש גם בפלנטות האלה. בצדק ובשבתאי הצבע הכחול בולט פחות, כי מעל העננים שלהם יש ערפל, ופחות מתאן.
העננים בפלנטות הענקיות דינמיים, בתנועה מתמדת. אפילו בטלסקופ ביתי רואים שחגורות העננים של צדק משתנות. העננים משתנים מחודש לחודש ומשנה לשנה בגלל תנועות סוערות באטמוספירה, כמו שהעננים בכדור הארץ משתנים מיום ליום. חלליות וויאג'ר מדדו בצדק רוחות שנושבות מזרחה לאורך אזור קו המשווה והאזורים הממוזגים, מהר יותר ב-150 מטרים לשנייה (כ-540 קמ"ש) מתנועת העננים בחגורות המשווניות הכהות. בשבתאי ההבדלים במהירות הרוח גדולים עוד יותר: זרם הסילון המזרחי לאורך קו המשווה מהיר עד 450 מטרים לשנייה (כ-1,600 קמ"ש) מהחגורות השכנות. הצבעים, ההבדלים במהירות הרוחות ועננים שעולים מלמטה יוצרים יחד דוגמאות מסתלסלות ומרתקות, שמזכירות ציורים מופשטים.
באדיבות NASA
התופעה המפורסמת והדרמטית ביותר בפלנטות הענקיות היא הכתם האדום הגדול של צדק – מערכת סופה סגלגלה ענקית. היא קיימת כבר כמעט 200 שנה, מאז שנצפתה לראשונה בסביבות 1831. (קאסיני תיאר כתם בצדק כבר ב-1665, אבל לפי מחקר מ-2024 היה זה כתם אחר, שנעלם). הכתם האדום הגדול נעשה בולט יותר בסביבות 1878–1879, אז "התגלה מחדש" וקיבל את שמו. בסוף המאה ה-19 רוחבו היה בערך פי שלושה מקוטר כדור הארץ; מאז הוא מתכווץ, והיום רוחבו בערך פי 1.3 מקוטר כדור הארץ. הכתם הזה וכתמים קטנים וזמניים יותר הם כנראה מערבולות ענק, שבהן האוויר מסתובב סביב אזור של לחץ גבוה (אנטי-ציקלונים). עננים קטנים שמתקרבים לכתם האדום נלכדים בסחרור נגד כיוון השעון, כמו עלים במערבולת ענקית. בשנים האחרונות נוצרו כתמים אדומים קטנים יותר (חלקם היו לבנים בתחילה), התמזגו ונעלמו. זו הוכחה שצדק עדיין מזמן הפתעות באטמוספירה שלו.
בסופות העזות של צדק יש גם פעילות חשמלית עזה. תצלומי וויאג'ר של הצד החשוך של צדק חשפו הבזקי ברקים אדירים בין העננים. גם הגשושית שהוצנחה לאטמוספירה קלטה רעשי רדיו מברקים רחוקים. ברק טיפוסי בצדק חזק יותר מברק בכדור הארץ, אבל מספר הברקים ליחידת שטח קטן יותר. וויאג'ר צילמה גם זוהרי קוטב ענקיים, כמו זוהר הצפון וזוהר הדרום של כדור הארץ, מרצדים גבוה מעל העננים באזורי הקוטב של צדק. באטמוספירה של שבתאי יש פחות ברקים ופחות זוהר קוטבי, והאטמוספירות של אורנוס ושל נפטון פעילות עוד פחות.
מודלים של מזג האוויר בפלנטות הענקיות הם מבחן טוב להבנה שלנו את האקלים ואת זרימת האוויר בפלנטה שלנו. תחום מחקר פעיל במיוחד משתמש במודלים תיאורטיים כדי להשוות את זרימת האטמוספירה בפלנטות היוביאניות לזו של כדור הארץ. מדוע בכדור הארץ בולטות מערבולות ציקלוניות יותר מחגורות? מדוע סופות נמשכות בצדק מאות שנים, ובכדור הארץ רק שבועות? איך זורמת אנרגיה באטמוספירות בעלות הרכב שונה? התשובות לשאלות כאלה עשויות לעזור לנו להבין טוב יותר גם את כדור הארץ.
→ הסעיף הקודם: 7.2 האטמוספירות בענקי הגז | הסעיף הבא: 7.4 המבנה הפנימי של ענקי הגז ←