“怎么感覺(jué)一天這么快就過(guò)去了？”這或許不是“錯(cuò)覺(jué)”，而是正在現(xiàn)實(shí)中上演的現(xiàn)象——近期地球自轉(zhuǎn)加速導(dǎo)致一天日長(zhǎng)變短。近日，據(jù)最新公開(kāi)的數(shù)據(jù)顯示，2022年6月29日，地球自轉(zhuǎn)速度創(chuàng)下自1969年以來(lái)最快紀(jì)錄，也是有地球自轉(zhuǎn)速度精確紀(jì)錄以來(lái)的最快紀(jì)錄，比標(biāo)準(zhǔn)24小時(shí)（86400秒）少1.59毫秒。

為了揭開(kāi)地球加速自轉(zhuǎn)的“神秘面紗”，羊城晚報(bào)全媒體記者專(zhuān)訪(fǎng)了中山大學(xué)測(cè)繪科學(xué)與技術(shù)學(xué)院鐘敏教授、馮偉教授。受訪(fǎng)專(zhuān)家表示，“每天其實(shí)不是準(zhǔn)確的24小時(shí)，短期來(lái)看，地球有時(shí)會(huì)自轉(zhuǎn)加速一點(diǎn)，日長(zhǎng)變短；但是從幾百上千年甚至更長(zhǎng)時(shí)間來(lái)看，地球在自轉(zhuǎn)變慢，日長(zhǎng)是在變長(zhǎng)的?！?br>

地球自轉(zhuǎn)就像花滑運(yùn)動(dòng)員的冰上旋轉(zhuǎn)

羊城晚報(bào)·羊城派：除了6月29日地球自轉(zhuǎn)速度創(chuàng)下最快紀(jì)錄外，近年來(lái)地球還有哪些“快跑”表現(xiàn)？

受訪(fǎng)專(zhuān)家：就在今年7月26日，地球再次出現(xiàn)一天不到24小時(shí)的情況，其自轉(zhuǎn)速度比標(biāo)準(zhǔn)24小時(shí)少了1.5毫秒。近些年地球自轉(zhuǎn)頻頻加速，上一次最短紀(jì)錄是在2020年的7月19日，地球自轉(zhuǎn)打破了自1969年以來(lái)最快的日記錄，比標(biāo)準(zhǔn)24小時(shí)少了1.47毫秒，當(dāng)年總共記錄到了28個(gè)不到24小時(shí)的一天。

羊城晚報(bào)·羊城派：每天的時(shí)間長(zhǎng)度為何不是固定不變的？地球是怎么加快旋轉(zhuǎn)速度的？

受訪(fǎng)專(zhuān)家：地球的轉(zhuǎn)動(dòng)主要包括繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)和地球自身的自轉(zhuǎn)。地球繞著太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形成了四季，而地球本身的自轉(zhuǎn)形成了每天的日出日落。地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)速度大致上都是很穩(wěn)定的，所以我們一年、一天的時(shí)間長(zhǎng)度也是基本不變的。

可是，當(dāng)人們用現(xiàn)代天文測(cè)量和大地測(cè)量的手段對(duì)地球運(yùn)動(dòng)的觀(guān)測(cè)精度越來(lái)越高，我們發(fā)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)動(dòng)的速度都會(huì)有所變化，因此一年、一天的時(shí)間長(zhǎng)度都不是恒定的。

在物理學(xué)上，地球的自轉(zhuǎn)需要符合角動(dòng)量守恒定律。這就像花樣滑冰運(yùn)動(dòng)員那樣，他們?cè)诒闲D(zhuǎn)的時(shí)候，雖然角動(dòng)量是守恒的，但通過(guò)收回和張開(kāi)手臂，就可以實(shí)現(xiàn)加快或者減緩旋轉(zhuǎn)速度。地球也是如此，地球的“手臂”伸張彎曲就是指地球表面的質(zhì)量從一個(gè)地方跑到另一個(gè)地方，這時(shí)地球的自轉(zhuǎn)速度就會(huì)改變，來(lái)保證地球的角動(dòng)量是守恒的。

地球自轉(zhuǎn)每年夏季加快、冬季減慢

羊城晚報(bào)·羊城派：地球自轉(zhuǎn)速度是一直在加快嗎？

受訪(fǎng)專(zhuān)家：并非如此，地球自轉(zhuǎn)速度存在著長(zhǎng)期減慢的趨勢(shì)、周期性變化、特殊的不規(guī)則變化。

從長(zhǎng)期來(lái)看，因?yàn)槌毕Σ撂貏e是月亮對(duì)地球的影響，地球的自轉(zhuǎn)速度是越來(lái)越慢的。換句話(huà)說(shuō)，就是一天的時(shí)間會(huì)越來(lái)越長(zhǎng)，日子越來(lái)越“難熬”。地質(zhì)學(xué)上，我們是通過(guò)早期的珊瑚化石來(lái)發(fā)現(xiàn)地球自轉(zhuǎn)越來(lái)越慢的。從遠(yuǎn)古時(shí)代珊瑚化石保存的生長(zhǎng)線(xiàn)計(jì)算，4億年前，一年約有400天，而不是現(xiàn)在的365天。也就是說(shuō)，當(dāng)時(shí)地球繞太陽(yáng)一周時(shí)，地球自轉(zhuǎn)了400多圈，自轉(zhuǎn)的速度要大于現(xiàn)在的速度。

除了長(zhǎng)期變慢，地球的自轉(zhuǎn)也具有明顯的季節(jié)變化，主要受到地球上東西方向（緯線(xiàn)方向）風(fēng)場(chǎng)季節(jié)變化的影響，如中緯度帶高空常常劇烈影響飛機(jī)飛行速度的西風(fēng)激流風(fēng)場(chǎng)變化。該風(fēng)場(chǎng)風(fēng)速通常夏季減小、冬季增強(qiáng)，導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)每年會(huì)發(fā)生夏季加快、冬季減慢的過(guò)程（地球角動(dòng)量守恒定律）。自轉(zhuǎn)周年變化的振幅大概為20～25毫秒，這主要與季風(fēng)有關(guān)。一年四季中地球自轉(zhuǎn)速度有快有慢，并不均勻。

地球自轉(zhuǎn)速度不規(guī)則變化，即時(shí)快時(shí)慢的不規(guī)則變化。這種變化也有三種情況：①數(shù)十年或更長(zhǎng)時(shí)間的變化，其相對(duì)變化每年不到±5×10-10；②幾年到10年的變化，每年相對(duì)變化不到±8×10-9；③幾周到幾月的變化，其相對(duì)變化每年不到±5×10-8。

自轉(zhuǎn)快慢導(dǎo)致的1秒變化至關(guān)重要

羊城晚報(bào)·羊城派：既然地球自轉(zhuǎn)速度長(zhǎng)期變慢，為什么近期地球自轉(zhuǎn)頻發(fā)加速現(xiàn)象呢？

受訪(fǎng)專(zhuān)家：我們團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)研究60多年日長(zhǎng)變化的觀(guān)測(cè)資料（見(jiàn)圖1），分析得到近期地球自轉(zhuǎn)頻發(fā)加速現(xiàn)象主要是以下兩大因素共同導(dǎo)致的：

一、從觀(guān)測(cè)的日長(zhǎng)變化曲線(xiàn)圖可以看出，近期地球自轉(zhuǎn)加速的原因是受到地球核幔電磁耦合力矩變化的影響（地球核幔發(fā)電機(jī)原理），近年日長(zhǎng)變化處于大約18年大周期變化的低值期，即日長(zhǎng)變短，自轉(zhuǎn)加速。屬于地球自轉(zhuǎn)速度不規(guī)則變化中的第一種情況；

二、近期地球自轉(zhuǎn)頻發(fā)加速都發(fā)生在夏季6、7月份，主要受到地球緯向風(fēng)場(chǎng)季節(jié)變化的影響，導(dǎo)致地球自轉(zhuǎn)每年會(huì)發(fā)生夏季加快，屬于地球自轉(zhuǎn)速度的季節(jié)變化。

據(jù)報(bào)道，有一些國(guó)際研究同行認(rèn)為，近期地球自轉(zhuǎn)的加速可能與地球自轉(zhuǎn)的錢(qián)德勒擺動(dòng)（錢(qián)德勒擺動(dòng)指的是地球自轉(zhuǎn)軸相對(duì)于地球表面南北極點(diǎn)的小幅度自由擺動(dòng)，由于地球不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的球體，旋轉(zhuǎn)自轉(zhuǎn)軸繞地球表面南北極點(diǎn)的微小周期擺動(dòng)）、全球變暖、北極冰川融化、潮汐運(yùn)動(dòng)等原因有關(guān)，目前尚無(wú)定論。

另外，2017-2020年錢(qián)德勒擺動(dòng)為何在“沉寂”一百年之后又再次出現(xiàn)？值得科學(xué)家們今后深入探究。

羊城晚報(bào)·羊城派：地球加速自轉(zhuǎn)最直接的影響是什么？對(duì)我們?nèi)粘Ｉ钍欠裼杏绊懀?/p>

受訪(fǎng)專(zhuān)家：研究地球自轉(zhuǎn)常用“日長(zhǎng)變化”這個(gè)術(shù)語(yǔ)來(lái)表示地球自轉(zhuǎn)的快慢，它指地球繞自轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)一圈所需的時(shí)間與日長(zhǎng)平均值86400秒（即24小時(shí)）之間的差值。當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)變慢或變快時(shí)，“地球自轉(zhuǎn)日長(zhǎng)時(shí)間”增加或減小。為了與標(biāo)準(zhǔn)的原子鐘時(shí)間保持一致，世界時(shí)間服務(wù)機(jī)構(gòu)會(huì)不定期通過(guò)閏秒的形式，來(lái)保證基于地球自轉(zhuǎn)的太陽(yáng)時(shí)和基于原子鐘的協(xié)調(diào)世界時(shí)之間的差異在0.9秒以?xún)?nèi)。

從長(zhǎng)期來(lái)看，由于地球自轉(zhuǎn)速度在緩慢降低，因此日長(zhǎng)也在緩慢變長(zhǎng)，閏秒往往是增加1秒。如果地球的自轉(zhuǎn)持續(xù)增速的話(huà)，那么很可能未來(lái)也可能存在負(fù)閏秒。時(shí)間系統(tǒng)在我們的日常生活中無(wú)處不在，在科學(xué)研究、金融服務(wù)和交通導(dǎo)航等社會(huì)的方方面面都離不開(kāi)精確的時(shí)間。因此地球自轉(zhuǎn)快慢導(dǎo)致的時(shí)間上增加或減少1秒也是非常重要的。

羊城晚報(bào)·羊城派：地球自轉(zhuǎn)還會(huì)呈加速趨勢(shì)嗎？我們是否需要做應(yīng)對(duì)措施？

受訪(fǎng)專(zhuān)家：上圖顯示近年日長(zhǎng)變化處于大約18年大周期變化的低值期，低值期意味著日長(zhǎng)變短，地球自轉(zhuǎn)加速期。前兩個(gè)低值時(shí)期分別對(duì)應(yīng)1985-1987年、2003-2005年。目前日長(zhǎng)變化的低值期應(yīng)該是2020-2023年，地球自轉(zhuǎn)應(yīng)該是處于這一加速的最大值，隨后將進(jìn)入一個(gè)地球自轉(zhuǎn)周期減速的階段。這是地球自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的自然規(guī)律，公眾并不需要有特別應(yīng)對(duì)措施。

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