فصل زمستان در قمر تیتان به مدت هفت سال و نیم زمینی طول می‌کشد. این موضوع به کاسینی اجازه داد تا از زمانی که در ژوئن سال 2004 وارد محدوده زحل شد، عبور آهسته قمر مرموز را به صورت دوره‌ای مشاهده کند.

فضاپیمای کاسینی ناسا موفق به کشف یک ابر غول‌پیکر در اطراف منطقه قطب جنوب بزرگترین قمر زحل شد.

این کشف در اواخر ماموریت این فضاپیما که بیش از 10 سال به طول انجامید، به وقوع پیوست و سیاره غول پیکر حلقه‌دار و قمر‌هایش را به شیوه خاص به نمایش در آورد.

ابر مشاهده شده در بخش‌های جنوبی تیتان طی فرآیندی متفاوت از زمین شکل گرفته است. بر روی زمین، ابر‌های باران‌زا زمانی شکل می‌گیرند که بخار آب تا ارتفاعی به سمت جو بالا می‌رود و دما و فشار مناسب برای القای چگالش وجود دارد.

در حالی که بعضی از ابرها از طریق یک فرآیند مشابه در جو تیتان ایجاد شده‌اند، اعتقاد بر این است که ابر قطبی به شیوه‌های مختلف توسعه یافته است.این ابر گازی یخ‌زده مه‌مانند، به احتمال زیاد از هیدروکربن‌ها و نیترات‌ها تشکیل شده و از منطقه گرمتر نیمکره شمالی به ناحیه سردتر جنوب منتقل شده‌اند.

هنگامی که گازها فرود می‌آیند، به تدریج برای تشکیل ابر کاملا لایه لایه که در منطقه جوی پایدار در نیمه پایین استراتوسفر سیاره قرار دارد، متراکم می‌شوند و این امر توسط طیف سنج مادون قرمز کامپوزیت کاسینی قابل مشاهده است.

دانشمندان ناسا با تجزیه و تحلیل داده‌های کاسینی، قادر به استنباط شدت آب و هوای زمستانی تیتان هستند. درجه حرارت در قطب جنوب این قمر می‌تواند به زیر منفی 150 درجه سانتیگراد برسد.

رابرت ساموئلسون، یک محقق در مرکز پرواز فضایی گودارد ناسا در گرین‌بلت مریلند ،اظهار کرد: تماشای مراحل اولیه زمستان در تیتان بسیار هیجان‌انگیز است. یافته‌های ما در قطب جنوب تیتان بیانگر این است که آغاز زمستان جنوب بسیار سخت‌تر از مراحل آخر زمستان شمال تیتان است.

فضاپیما کاسینی ماموریت خود را برای مشاهدات دوره‌ای جو تیتان، تا قبل از پایان ماموریت انقلابی خود در سال 2017 ادامه خواهد داد.