地球自转一周的时间是相对固定的这被称为 地球自转一周的时间是24小时( 二 )


世界时与地球自转关系密切 , 地球自转加快 , 则世界时加快 , 地球自转减慢 , 则世界时减慢 。因此 , 随着时间的迁延 , 原子时和世界时两种时间尺度的差距将会越来越大 。
目前国际通用的标准时间叫做协调世界时(UTC) , 它是以原子时的秒长为基础 , 在时刻上尽量接近于世界时的一种国际时间计量系统 。每当原子时和世界时两者之差逐年积累达到0.9秒时 , 协调世界时就通过正负1闰秒的方式弥补误差 , 同时保持时间尺度的均匀 。
地球自转短期加快但长期减缓
当前 , 地球自转的平均周期是23小时56分04秒 。有学者研究认为 , 地球刚刚诞生的时候自转速度非常快 , 一天仅8小时;到了恐龙时代 , 地球的一天已有23.5小时;而恐龙时代到现在的1亿多年时间里 , 地球自转的平均周期共变长约30分钟 , 即平均每年变长约16.4微秒 。
【地球自转一周的时间是相对固定的这被称为 地球自转一周的时间是24小时】中国科学院国家天文台研究员平劲松表示 , 伴随着地球的动力学演化 , 地球自转从几十亿年前开始就有减缓趋势 。研究表明 , 最近的减缓速率约为每世纪2毫秒 。地月引力的固体潮汐拖拽作用 , 减慢了地球自转 。
根据原子钟的精确测量结果 , 今年地球越转越快 , 一天的时间变短了 。平劲松强调 , 事实上 , 近半个世纪以来 , 地球自转在长期放缓的趋势下 , 有着短周期的起伏 , 即地球加速旋转 。
比如 , 2020年出现了28个最短地球日 。其中2020年7月19日 , 地球以24小时差1.47毫秒自转一周 , 创下当年的最短地球日纪录;在2022年6月29日 , 这一纪录被打破 。
平劲松说 , 一个合理的解释是 , 温室效应加剧引发全球变暖 , 地球两极和高海拔地区冰川融化 , 全球海平面每年上升约3毫米 , 地球上的物质进行重新分布 , 导致整体绕自转轴的转动惯量减小 , 地球的自转加速 。
在感官上 , 人类很难感受到地球自转速率的变化 。然而 , 对于人类使用的各种高精度仪器和设备 , 这种毫秒级的变化相当重要 。例如 , 地球自转速率和自转轴的变化 , 对于建立精准动态地球坐标参考系统至关重要 , 也决定了卫星导航、定位和定轨的精确性 。
钱德勒摆动的机制是百年难题
钱德勒摆动是地球自转轴的摆动 , 由美国天文学家塞斯·卡洛·钱德勒于1891年通过天文观测发现 , 摆动幅度在地球表面为3—9米 , 摆动周期约14个月 。
“钱德勒摆动不直接导致地球自转加速 。”北京大学特聘副研究员杨翼表示 , 二者有一定的相关性 , 但是二者之间的因果性还不太明确 。其实 , 地球系统内部的物质迁移和角动量交换 , 均可导致地球自转轴的位置和自转的速率发生变化 。
地球是不均匀椭球体这一特征 , 被视为导致钱德勒摆动的原因之一 。但事实上 , 钱德勒摆动作为地球摆动的一部分 , 其激发机制是地球科学界的百年难题 。科学家们提出了潮汐作用、与液态地核的动量交换、大地震等机制 , 也会导致钱德勒摆动 。此外 , 科学家发现钱德勒摆动的幅度 , 还与大气层、海洋等有关 。

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