气候变化减缓了地球自转速度，并可能影响我们计时的方式

自然新闻文章 新闻ˌ消息 2024年3月27日 气候变化减缓了地球自转速度，并可能影响我们计时的方式 极地冰川融化的影响可能会将“闰秒”的需求推迟三年。 伊丽莎白·吉布尼

三只巴布亚企鹅一起站在南极洲乔治王岛海岸的一座正在融化的小冰山上。 随着极地冰融化并向赤道移动，它减缓了地球的自转。致谢:亚历山德罗·达汗/盖蒂 气候变化开始改变人类计时的方式。 3月27日发表在《自然》杂志上的一项分析预测，冰盖融化正在使地球自转变慢，以至于下一个闰秒（自1972年以来用于协调原子钟官方时间和基于地球不稳定自转速度的时间的机制）将推迟三年。 该研究的作者、加州拉霍亚斯克里普斯海洋研究所的地球物理学家邓肯·阿格纽说:“足够多的冰已经融化，足以移动海平面，我们实际上可以看到地球自转的速度受到了影响。” 根据他的分析，全球变暖将把另一个闰秒的需求从2026年推迟到2029年。闰秒对计算造成了如此大的破坏，以至于科学家投票决定取消闰秒，但要等到2035年。研究人员尤其害怕下一个闰秒，因为这很可能是第一次跳过的一秒，而不是额外增加的一秒。 “我们不知道如何应对少了一秒钟的情况。这就是时间计量学家担心的原因，”法国塞夫勒国际度量衡局时间部门前主任费利西塔斯·阿里亚斯说。 她表示，从计量学的角度来看，三年的延迟“是个好消息”，因为即使仍然需要负闰秒，它也会在更晚的时候出现，而且在2035年之前，世界上看到的负闰秒可能会比预期的要少。 阿格纽说，但这不应被视为支持全球变暖的观点。“它完全被所有的负面因素所压倒。”同步时钟 几千年来，人们用地球自转来测量时间，秒被定义为地球绕轴旋转一周所需时间的一小部分。但自1967年以来，原子钟——利用原子发出的光的频率来计时——已经成为更精确的计时器。今天，一套约450个原子钟定义了地球上的官方时间，称为协调世界时（UTC），闰秒每隔几年使用一次，以使UTC与地球的自然日保持一致。 原子钟是比地球更好的计时器，因为它们在数百万年内都是稳定的，而地球的自转速率是变化的。在他的分析中，阿格纽使用数学模型来梳理已知地球物理现象对地球自转的影响，并预测它们对未来闰秒的影响。 许多计量学家预计闰秒只会被添加，因为在数百万年的时间范围内，地球的自转速度正在减慢，这意味着，有时UTC中的一分钟需要61秒长，以使地球能够赶上。地球自转速度的降低是由月球对海洋的拉力造成的，这种拉力会产生摩擦。例如，它还解释了为什么2000年前的日食在一天中的不同时间被记录下来，与我们根据今天的自转速度所预计的不同，以及为什么对古代沉积物的分析表明14亿年前的一天只有大约19小时长。 阿格纽说，但在较短的时间尺度内，地球物理现象会使自转速率波动。现在，地球自转的速度受到地球液态内核中电流的影响，自20世纪70年代以来，液态内核导致外层地壳的旋转速度加快。这意味着不太需要额外的闰秒，如果这一趋势持续下去，则需要从UTC中删除闰秒。 阿格纽的分析发现，由于气候变化，这种情况可能会比以前想象的要晚。绘制地球重力图的卫星数据显示，自20世纪90年代初以来，随着格陵兰岛和南极洲的冰融化，质量从两极向赤道移动，地球变得越来越扁平。就像旋转的滑冰运动员通过将手臂远离身体来减速（并通过将手臂拉进身体来加速），这种远离地球旋转轴的水流会减缓地球的旋转。 核心洋流和气候变化的最终结果仍然是地球在加速运动。但是阿格纽发现，如果没有冰融化的影响，负闰秒将比现在预测的时间提前三年。“人类活动对气候变化有着深远的影响。香港理工大学的地球物理学家陈建立说:“闰秒的推迟只是又一个例子。” 精度问题 推迟闰秒将受到计量学家的欢迎。科罗拉多州博尔德市国家标准与技术研究所时间与频率部门负责人伊丽莎白·唐利表示，闰秒已经是一个“大问题”，因为在一个越来越依赖精确计时的社会中，闰秒会导致计算系统出现重大故障。 前所未有的负闰秒可能会更糟糕。“在所有现有的计算机代码中都没有对其进行解释，”她说。 阿格纽的论文有助于进行预测，但唐利表示，何时需要负闰秒仍有很大的不确定性。位于巴黎的国际地球自转和参考系统服务机构的天体地球物理学家克里斯蒂安·比祖阿德提醒说，这些计算依赖于地球以目前的速度持续加速，但内核的活动几乎无法预测。该机构负责决定何时引入闰秒。“我们不知道这种平均加速度何时会停止并逆转，”他表示。 阿格纽希望看到气候变化对守时的影响会让一些人采取行动。“我已经关注气候变化很长时间了，即使没有这个问题，我也可以很好地担心它，但这是另一种让人们意识到这是一件多么重要的事情的方式，”他说。https://doi.org/10.1038/d41586-024-00932-w参考 1.阿格纽，https://doi.org/10.1038/s41586-024-07170-0特区自然博物馆（2024年）。 文章 谷歌学校