據(jù)美媒7月21日?qǐng)?bào)道，今年夏天，地球自轉(zhuǎn)速度加快，導(dǎo)致白晝時(shí)間略微縮短，引發(fā)了科學(xué)家和時(shí)間計(jì)量者的關(guān)注。

　　據(jù)國(guó)際地球自轉(zhuǎn)和參考系統(tǒng)服務(wù)組織（IERS）與美國(guó)海軍天文臺(tái)的數(shù)據(jù)顯示，7月10日是今年迄今為止最短的一天，比24小時(shí)少了1.36毫秒。而7月22日和8月5日預(yù)計(jì)將出現(xiàn)更短的白天，目前預(yù)測(cè)分別比24小時(shí)短1.34毫秒和1.25毫秒。

　　一天的長(zhǎng)短，即地球自轉(zhuǎn)一周所需的時(shí)間，平均為24小時(shí)或86400秒。但實(shí)際上，由于月球引力、大氣季節(jié)性變化以及地球液態(tài)地核的影響等多種因素，每次自轉(zhuǎn)都略有不規(guī)則。因此，地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間通常略長(zhǎng)或略短于86400秒，這種毫秒級(jí)的差異對(duì)日常生活并無(wú)明顯影響。

　　然而，長(zhǎng)期來(lái)看，這些微小差異可能影響計(jì)算機(jī)、衛(wèi)星和電信系統(tǒng)。因此，自1955年引入原子鐘以來(lái)，即便是最微小的時(shí)間偏差也會(huì)被精確追蹤。部分專家認(rèn)為，這可能導(dǎo)致類似于“千年蟲”問題的情景，該問題曾一度威脅現(xiàn)代文明的運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　原子鐘通過計(jì)算真空室中原子振蕩的次數(shù)來(lái)精確計(jì)量24小時(shí)。由此得出的時(shí)間稱為協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC），它基于約450臺(tái)原子鐘，是全球計(jì)時(shí)標(biāo)準(zhǔn)，也是我們所有手機(jī)和電腦設(shè)置的時(shí)間。

　　天文學(xué)家也通過衛(wèi)星監(jiān)測(cè)地球自轉(zhuǎn)，例如檢查地球相對(duì)于恒星的位置，從而發(fā)現(xiàn)原子鐘時(shí)間與地球?qū)嶋H自轉(zhuǎn)時(shí)間的細(xì)微差異。去年，即2024年7月5日，地球經(jīng)歷了自65年前原子鐘出現(xiàn)以來(lái)最短的一天，比24小時(shí)少了1.66毫秒。

　　“自1972年以來(lái)，白晝時(shí)間一直呈略微縮短的趨勢(shì)，”斯克里普斯海洋研究所名譽(yù)教授、加州大學(xué)圣地亞哥分校研究地球物理學(xué)家鄧肯·阿格紐表示，“但存在波動(dòng)。這就像觀察股市一樣，既有長(zhǎng)期趨勢(shì)，也有漲跌起伏?！?

　　1972年，在經(jīng)歷了數(shù)十年的相對(duì)緩慢自轉(zhuǎn)后，地球自轉(zhuǎn)與原子時(shí)之間的延遲已累積到一定程度，國(guó)際地球自轉(zhuǎn)和參考系統(tǒng)服務(wù)組織決定在協(xié)調(diào)世界時(shí)中增加“閏秒”。這與閏年類似，閏年每四年在二月增加一天，以彌補(bǔ)公歷與地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期之間的差異。

　　自1972年以來(lái)，協(xié)調(diào)世界時(shí)共增加了27次閏秒，但由于地球自轉(zhuǎn)加快，增加頻率逐漸放緩。20世紀(jì)70年代共增加了9次閏秒，而自2016年以來(lái)尚未增加新的閏秒。

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　　2022年，國(guó)際計(jì)量大會(huì)（CGPM）投票決定在2035年前取消閏秒，這意味著我們可能再也看不到時(shí)鐘上增加閏秒了。但阿格紐表示，如果地球繼續(xù)加速自轉(zhuǎn)數(shù)年，最終可能需要從協(xié)調(diào)世界時(shí)中減去一秒。他說(shuō)：“從未有過負(fù)閏秒，但從現(xiàn)在到2035年，出現(xiàn)負(fù)閏秒的概率約為40%?！?

　　阿格紐表示，地球自轉(zhuǎn)的短期變化主要來(lái)自月球和潮汐。當(dāng)衛(wèi)星位于赤道上空時(shí)，地球自轉(zhuǎn)會(huì)變慢；而當(dāng)衛(wèi)星位于更高或更低緯度時(shí)，地球自轉(zhuǎn)會(huì)加快。此外，夏季地球自然會(huì)自轉(zhuǎn)得更快，這是由于季節(jié)變化導(dǎo)致大氣本身減速，如急流向北或向南移動(dòng)；根據(jù)物理學(xué)定律，地球及其大氣的總角動(dòng)量必須保持不變，因此大氣損失的自轉(zhuǎn)速度會(huì)由地球本身來(lái)彌補(bǔ)。同樣，過去50年來(lái)，地球的液態(tài)地核也在減速，而周圍的固態(tài)地球則在加速。

　　通過綜合考慮這些因素，科學(xué)家可以預(yù)測(cè)未來(lái)某一天是否會(huì)特別短?！斑@些波動(dòng)具有短期相關(guān)性，即如果地球某一天自轉(zhuǎn)加快，那么第二天也往往加快，”美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究院時(shí)間與頻率部的物理學(xué)家、研究員猶大·萊文表示，“但隨著時(shí)間間隔的延長(zhǎng)，這種相關(guān)性會(huì)逐漸消失。當(dāng)你考慮到一年時(shí)，預(yù)測(cè)就變得相當(dāng)不確定了。實(shí)際上，國(guó)際地球自轉(zhuǎn)和參考系統(tǒng)服務(wù)組織不會(huì)提前一年以上進(jìn)行預(yù)測(cè)?！?

　　萊文表示，雖然一天變短并不會(huì)產(chǎn)生什么影響，但近期白晝縮短的趨勢(shì)增加了出現(xiàn)負(fù)閏秒的可能性?！?972年定義閏秒系統(tǒng)時(shí)，沒人真正想過會(huì)出現(xiàn)負(fù)閏秒，這只是為了完整性而納入標(biāo)準(zhǔn)。大家都認(rèn)為只需要正閏秒，但現(xiàn)在白晝縮短使得（負(fù)閏秒）有可能發(fā)生。”

　　負(fù)閏秒的前景引發(fā)了擔(dān)憂，因?yàn)?0年來(lái)正閏秒的實(shí)施仍然存在問題。萊文解釋說(shuō)：“仍然有地方在實(shí)施時(shí)出錯(cuò)，或在錯(cuò)誤的時(shí)間實(shí)施，或使用錯(cuò)誤的數(shù)字等。而且這還是針對(duì)已經(jīng)反復(fù)實(shí)施的正閏秒。對(duì)于從未測(cè)試過的負(fù)閏秒，人們更加擔(dān)憂?！?

　　萊文表示，由于許多基礎(chǔ)技術(shù)系統(tǒng)都依賴時(shí)鐘和時(shí)間來(lái)運(yùn)行，如電信、金融交易、電網(wǎng)和GPS衛(wèi)星等，因此負(fù)閏秒的出現(xiàn)有點(diǎn)類似于“千年蟲”問題——在上個(gè)世紀(jì)之交，人們擔(dān)心由于計(jì)算機(jī)可能無(wú)法處理從“99”到“00”的新日期格式，世界將迎來(lái)末日。

　　氣候變化也是閏秒問題的一個(gè)影響因素，但方式出人意料。雖然全球變暖對(duì)地球產(chǎn)生了諸多負(fù)面影響，但在計(jì)時(shí)方面，它卻起到了抵消加速地球自轉(zhuǎn)力量的作用。阿格紐去年在《自然》雜志上發(fā)表的一項(xiàng)研究詳細(xì)闡述了南極和格陵蘭冰蓋融化后，融水?dāng)U散到海洋中，減緩了地球自轉(zhuǎn)——就像一個(gè)滑冰者將手臂舉過頭頂旋轉(zhuǎn)，但如果將手臂緊貼身體，旋轉(zhuǎn)速度就會(huì)減慢。

　　“如果那些冰沒有融化，如果我們沒有經(jīng)歷全球變暖，那么我們現(xiàn)在可能已經(jīng)需要負(fù)閏秒，或者已經(jīng)非常接近需要它了，”阿格紐說(shuō)。據(jù)美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）稱，自1993年以來(lái)，格陵蘭和南極冰蓋的融水導(dǎo)致了全球海平面上升的三分之一。

　　瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院土木、環(huán)境與地球空間工程系助理教授貝內(nèi)迪克特·索亞領(lǐng)導(dǎo)的研究表明，冰川融化導(dǎo)致的質(zhì)量轉(zhuǎn)移不僅改變了地球自轉(zhuǎn)速度，還改變了其自轉(zhuǎn)軸。如果變暖持續(xù)下去，其影響可能會(huì)成為主導(dǎo)因素?！暗奖臼兰o(jì)末，在最悲觀的情況下（即人類繼續(xù)排放更多溫室氣體），氣候變化的影響可能會(huì)超過月球的影響，而月球在過去數(shù)十億年里一直是驅(qū)動(dòng)地球自轉(zhuǎn)的主要因素，”索亞說(shuō)。

　　目前，考慮到對(duì)地球自轉(zhuǎn)行為的長(zhǎng)期預(yù)測(cè)存在不確定性，因此有更多時(shí)間來(lái)準(zhǔn)備應(yīng)對(duì)措施是有益的。索亞說(shuō)，“我認(rèn)為（自轉(zhuǎn)加快）仍在合理范圍內(nèi)，因此可能是自然變化，也許幾年后，我們會(huì)看到不同的情況，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，我們可能會(huì)看到地球再次減速。這是我的直覺，但你永遠(yuǎn)不知道。”

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