Sao Mộc nhìn từ cực Nam.

Bề mặt có thể nhìn thấy được của Sao Mộc được chia thành một số dải chạy song song với đường xích đạo. Có hai loại dải: các đới sáng màu và các vành đai tối màu.[7] Đới Xích đạo (EZ) rộng hơn trải từ các vĩ độ khoảng 7° nam đến 7° bắc. Ở trên và ở dưới EZ, có Vành đai Xích đạo Bắc và Vành đai Xích đạo Nam (NEB và SEB) mở rộng đến vĩ độ 18° bắc và 18° nam. Xa xích đạo hơn là Đới Nhiệt đới Bắc và Đới Nhiệt đới Nam (NTrZ và STrZ).[7] Các vành đai và đới tiếp tục nằm xen kẽ nhau cho đến tận vùng cực vào khoảng vĩ độ 50, nơi mà các đặc điểm khả kiến trở nên mờ đi.[32] Cấu trúc xen kẽ vành đai-đới cơ bản có thể kéo dài hơn về phía cực, ít nhất là đến 80 độ bắc hoặc nam.[7]

Sự khác biệt về hình dạng giữa đới và vành đai xuất phát từ sự khác biệt trong suất phản chiếu của những đám mây. Amoniac tập trung cao hơn trong các đới, dẫn đến sự xuất hiện của những đám mây băng amoniac đặc hơn ở độ cao lớn, tạo ra màu sắc sáng hơn.[17] Trong khi đó, các đám mây tại các vành đai mỏng hơn và nằm ở độ cao thấp hơn.[17] Phần bên trên của tầng đối lưu trong các đới bị lạnh hơn, trong khi ở các đai thì ấm hơn.[7] Cấu tạo hóa chất chính xác làm nên các đới và vành đai của Sao Mộc vẫn chưa được biết, có thể bao gồm các hợp chất phức tạp của lưu huỳnh, phốt pho và cacbon.[7]

Dòng tia và một số luồng xoáy của Sao Mộc. Đường màu xanh lá cây nhạt chỉ dòng tia ở rìa nam của Đới Xích đạo. Đường màu vàng là đường biên của luồng xoáy Vết Đỏ Lớn. Các đĩa nhiều màu bị kéo dài và méo dần đi vì gió thổi trong dòng tia minh họa cho sự đối lưu của khí quyển dưới tác động của dòng tia.

Các cấu trúc dải, đới và vành đai, trên Sao Mộc được bao bọc bởi các dòng chảy khí quyển địa đới (gió) mạnh, gọi là dòng tia. Các dòng tia chảy theo hướng đông (chuyển động thuận hành) xuất hiện ở các vùng chuyển tiếp từ đới sang vành đai (chuyển tiếp theo hướng ra xa khỏi xích đạo), còn các dòng tia chảy về hướng tây (chuyển động nghịch hành) xuất hiện ở các vùng chuyển tiếp từ vành đai sang đới.[7] Cấu trúc dòng chảy như vậy cho thấy gió địa đới trong các vành đai thổi chậm dần khi đi từ xích đạo đến cực, còn gió trong các đới thổi nhanh dần khi đi từ xích đạo đến cực. Do vậy, các xoáy gió đứt trong các vành đai là các xoáy thuận, và trong các đới là các xoáy nghịch.[23] Vùng EZ là ngoại lệ, có các dòng tia theo hướng đông (thuận hành) rất mạnh và tốc độ gió đạt giá trị thấp nhất ở đúng tại xích đạo. Tốc độ của các dòng tia trên Sao Mộc rất cao, đạt trên 100 m/s.[7] Đây là tốc độ của các đám mây amoniac nằm ở mức áp suất trong dải 0,7 đến 1 bar. Các dòng tia thuận hành thường mạnh hơn các dòng tia nghịch hành.[7] Dải độ cao của các dòng tia vẫn chưa được biết rõ. Các dòng tia có thể yếu đi ở độ cao có áp suất thấp hơn mức áp suất ở đám mây khoảng năm đến tám lần (tức là ở độ cao cao hơn các đám mây khoảng hai hoặc ba độ cao tỷ lệ [a]), và ở độ cao bên dưới các đám mây thì gió có thể yếu hơn chút rồi sau đó có tốc độ không đổi cho đến mức áp suất ít nhất là 22 bar — đây là độ sâu lớn nhất mà tàu thăm dò Galileo đạt được.[18]

Vận tốc gió địa đới theo các vĩ độ khác nhau trên khí quyển Sao Mộc. Tốc độ gió mạnh lên ở biên giới giữa các vành đai và đới (thể hiện bằng các sọc màu xám và trắng ở nền), tạo thành các dòng tia địa đới.

Nguồn gốc của các cấu trúc dải trên Sao Mộc vẫn chưa được hiểu rõ hoàn toàn, tuy rằng nguyên lý có thể tương tự như lý do sinh ra các vòng hoàn lưu Hadley trên Trái Đất. Cách giải thích đơn giản nhất là các đới là nơi có các dòng khí quyển chuyển động theo hướng lên trên (dòng thăng), còn các vành đai là nơi có các dòng khí quyển chuyển động theo hướng đi xuống (dòng giáng).[33] Khi khí quyển chứa nhiều amoniac nổi lên trên ở các đới, nó sẽ giãn nở và nguội lại, tạo thành các đám mây đặc ở độ cao lớn. Còn trong các vành đai, khí quyển đi xuống, bị nóng lên một cách đoạn nhiệt, giống như ở trong đới hội tụ trên Trái Đất, khiến các đám mây amoniac trắng bị bay hơi, làm lộ ra các đám mây tối màu hơn ở bên dưới. Vị trí và độ rộng của các dải, cũng như tốc độ và vị trí của các dòng tia trên Sao Mộc là rất ổn định, chỉ thay đổi một chút từ năm 1980 đến năm 2000. Một ví dụ của sự thay đổi là sự giảm tốc độ của dòng tia hướng đông mạnh nhất nằm ở biên giới giữa Đới Nhiệt đới Bắc và Vành đai Ôn đới Bắc ở 23° bắc.[8][33] Tuy nhiên các dải thay đổi màu sắc và mật độ theo thời gian (xem phần dưới). Các sự thay đổi màu sắc và mật độ được quan sát lần đầu vào đầu thế kỷ mười bảy.[34]

Các dải đặc trưng

Một minh họa lý tưởng của các dải mây trên Sao Mộc, có các nhãn viết tắt tên các dải. Các đới màu sáng được gán nhãn bên phải, các vành đai màu tối được gán nhãn bên trái. Vết Đỏ Lớn và Bầu dục BA được thể hiện bằng các hình bầu dục màu hồng ở Đới Nhiệt đới Nam (STrZ) và Vành đai Ôn đới Nam (STB).

Các vành đai và đới trên Sao Mộc đều có tên và những đặc điểm riêng. Đầu tiên là Vùng Cực Bắc (NPR) và Vùng Cực Nam (SPR) nằm ở các vĩ độ trên 40° đến 48°. Các vùng cực này màu xám xanh và có ít đặc trưng hơn.[32]

Tiếp theo là hai vùng Đới Ôn đới Bắc Bắc (NNTZ) và Vành đai Ôn đới Bắc Bắc (NNTB), cũng không có nhiều đặc trưng hơn các vùng cực, do bị khuất tối, hiệu ứng phối cảnh, và cũng do các đặc trưng đã bị mờ. Tuy vậy, NNTB là vành đai quan sát được nằm ở phía bắc nhất, tuy nó thỉnh thoảng bị biến mất. Các nhiễu loạn ở đây thường là nhỏ và không tồn tại lâu. NNTZ nhìn rõ hơn, nhưng lại yên tĩnh, ít có hiện tượng nhiễu loạn. Một số vành đai và đới nhỏ ở gần vùng này cũng thỉnh thoảng được quan sát thấy.[35]

Tiếp đến là Đới Ôn đới Bắc (NTZ) và Vành đai Ôn đới Bắc (NTB), là những vùng rất dễ quan sát được từ Trái Đất, và do đó có nhiều dữ liệu quan trắc đã thu thập được.[36] Vùng này có các dòng tia thuận hành mạnh nhất trên hành tinh này — một dòng chảy về phía tây tạo nên biên giới phía nam của NTB.[36] NTB mờ đi khoảng một lần trong mỗi một thập kỷ (vào chuyến thăm của tàu Voyager NTB cũng mờ đi), khiến cho NTZ trông như bị nhập vào Đới Nhiệt đới Bắc (NTrZ).[36] Vào những thời điểm khác, NTZ bị phân chia bởi một dải hẹp thành hai mảnh nằm ở phía bắc và phía nam.[36]

Các đới, vành đai và luồng xoáy trên Sao Mộc. Vùng xích đạo rộng có thể được nhìn thấy ở trung tâm, bao quanh bởi hai vành đai xích đạo tối màu (SEB và NEB). Các điểm "bất thường" màu xám xanh ở rìa phía bắc của đới xích đạo trắng thay đổi theo thời gian khi chúng chuyển động theo hướng đông (sang bên phía phải trong hình) vòng quanh hành tinh. Vết Đỏ Lớn nằm ở rìa phía nam của SEB. Chuỗi các cơn bão nhỏ quay quanh các đốm hình bầu dục ở bán cầu bắc. Các đốm nhỏ, rất sáng, có thể các cơn dông bão có sét đánh, xuất hiện rồi biến mất một cách nhanh chóng và ngẫu nhiên trong các khu vực nhiễu loạn. Các đốm nhỏ nhất có thể nhìn thấy ở đường xích đạo có đường kính khoảng 600 km. Hình ảnh gồm 14 khung hình này kéo dài 24 ngày của Sao Mộc, tương đương khoảng 10 ngày Trái Đất. Thời gian được cho trôi nhanh gấp 600 nghìn lần thực tế.

Vùng nhiệt đới bắc gồm có Đới Nhiệt đới Bắc (NTrZ) và Vành đai Xích đạo Bắc (NEB). NTrZ thường có màu sắc ổn định, thay đổi màu nhẹ khi có hoạt động ở dòng tia phía nam NTB. Giống như NTZ, nó cũng thỉnh thoảng bị chia cắt bởi một dải hẹp, gọi là Vành đai Nhiệt đới Bắc (NTrB). Trong một số hiếm các thời điểm, phía nam NTrZ xuất hiện các "Đốm Đỏ Nhỏ". Chúng có hình dạng tương tự như Vết Đỏ Lớn, nhưng nhỏ hơn, thường xuất hiện theo cặp và chỉ tồn tại trong thời gian ngắn, trung bình khoảng một năm. Một đốm như vậy đã xuất hiện khi tàu Pioneer 10 đi qua.[37]

NEB là một trong số các vành đai có nhiều hoạt động sôi động nhất hành tinh này. Nó có các đặc trưng là các xoáy nghịch bầu dục màu trắng và các xoáy thuận bầu dục màu nâu. Các xoáy nghịch thường xuất hiện ở phía bắc nhiều hơn so với các xoáy thuận. Giống như trong NTrZ, các đặc trưng này thường tồn tại ngắn ngủi. Cùng với Vành đai Xích đạo Nam (SEB), NEB thỉnh thoảng có sự mờ đi rồi nét trở lại một cách ngoạn mục. Chu kỳ của biến đổi như vậy vào khoảng 25 năm.[38]

Vùng Xích đạo (EZ) là một trong những vùng ổn định nhất của hành tinh, về vị trí (vĩ độ) và về hoạt động. Rìa phía bắc của EZ chứa dải mây ngoạn mục, lan ra từ phía tây nam của NEB, được bao bọc bởi các đốm nóng tối (nhưng có bức xạ hồng ngoại mạnh).[39] Tuy đường biên giới của EZ thường ổn định, các quan sát từ cuối thế kỷ 19 đến đầu thế kỷ 20 cho thấy cấu trúc hình dạng của vùng này trước đây đã bị đảo ngược so với hiện nay. EZ thay đổi màu sắc đáng kể, từ trắng nhạt sang màu thổ hoàng, hoặc thậm chí màu đồng; đôi khi nó được chia đôi bởi một vành đai xích đạo (EB).[40] Các điểm đặc trưng trong EZ chuyển động ở tốc độ khoảng 390 km/h so với các đặc trưng ở các vĩ độ khác.[41][42]

Vùng nhiệt đới phía nam, gồm Vành đai Xích đạo Nam (SEB) và Đới Nhiệt đới Nam (STrZ). Đây là khu vực hoạt động mạnh nhất của hành tinh, vì đây là nơi có dòng tia nghịch hành mạnh nhất. SEB thường là vành đai tối và tối nhất trên Sao Mộc; đôi khi nó bị chia đôi bởi một đới (SEBZ), và có thể mờ đi hoàn toàn từ 3 đến 15 năm trước khi xuất hiện trở lại trong một chu kỳ Hồi sinh SEB. Một khoảng thời gian vài tuần hoặc vài tháng sau khi vành đai này biến mất, một đốm trắng hình thành và phun ra chất màu nâu đậm, được kéo dài thành một vành đai mới bởi gió của Sao Mộc. Vành đai đã biến mất lần gần đây nhất vào tháng 5 năm 2010.[43][44] Một đặc điểm khác của SEB là một chuỗi dài những xoáy thuận đi phía sau Vết Đỏ Lớn (GRS). Giống như NTrZ, STrZ là một trong những khu vực nổi bật nhất hành tinh; nó không chỉ chứa GRS, mà đôi khi còn chứa một cơn Nhiễu Nhiệt đới Nam (STrD), một thành phần của đới có thể tồn tại khá lâu; một trong những nhiễu loạn như vậy tồn tại từ năm 1901 đến năm 1939.[45]

Vùng ôn đới nam, chứa Vành đai Ôn đới Nam (STB), là một vành đai nữa tối và rất rõ, rõ hơn cả NTB; cho đến tháng 3 năm 2000, các đặc trưng nổi bật của nó gồm các đốm trắng tồn tại lâu là BC, DE, và FA. Các đốm này đã nhập vào nhau vào năm 2000, trở thành Bầu dục BA. Các đốm này đã từng nằm trong Đới Ôn đới Nam (STZ), nhưng sau di chuyển sang STB.[7] STB đã thỉnh thoảng bị mờ đi, có thể là do tương tác phức tạp giữa các đốm trắng và GRS. Hình dạng của Đới Ôn đới Nam (STZ) — nơi mà các đốm trắng từng được sinh ra — khá biến động.[46]

Có các điểm đặc trưng khác trên khí quyển Sao Mộc nhưng chỉ xuất hiện trong thời gian ngắn hoặc khó quan sát từ Trái Đất. Vùng Ôn đới Nam Nam khó quan sát hơn cả Vùng Ôn đới Bắc Bắc; các chi tiết của nó rất tinh tế và chỉ có thể được nghiên cứu tốt bởi kính viễn vọng lớn hoặc tàu vũ trụ.[47] Nhiều đới và vành đai có tính chất tạm thời hơn và không phải lúc nào cũng có thể nhìn thấy được; chúng gồm Vành đai Xích đạo (EB),[48] Đới Vành đai Xích đạo Bắc (NEBZ, một đới màu trắng nằm trong NEB) và Đới Vành đai Xích đạo Bắc (SEBZ).[49] Các vành đai cũng thỉnh thoảng bị chia cắt bởi những nhiễu loạn đột ngột. Khi một sự nhiễu loạn phân chia một vành đai hoặc một đới, một N hoặc S được thêm vào các thành phần đã bị chia ra, để cho biết liệu thành phần đó là ở phía bắc hoặc phía nam; ví dụ, NEB(N) và NEB(S).[50]