气候变化以过去 360 万年来前所未有的速度减慢了地球自转并延长了白天

国际研究人员在《地球物理研究杂志：固体地球》上发表了一项研究，表明由于行星自转减慢，地球上的白天正在变长。确定的主要原因是全球变暖导致极地冰盖和冰川加速融化。这种变化虽然以每世纪毫秒为单位来衡量，但在过去 360 万年中达到了前所未有的速度。

水量从两极到低纬度地区的重新分配增加了地球的转动惯量。结果，行星自转速度减慢，太阳日的平均长度逐渐延长。这种效应增加了由月球引力相互作用和内部地球物理过程引起的自然变化。

融化的冰如何改变旋转

全球变暖融化了极地地区和山区冰川积累的大量冰。这些水流入海洋并遍布地球表面。

先前集中在旋转轴附近的质量现在分布得更加赤道。这种位移增加了行星的有效旋转半径。

研究人员估计，目前白昼延长的速度达到每世纪 1.33 毫秒。这种加速超过了过去一百万年中的任何同等时期。

从化石记录中获得的证据

科学家分析了底栖有孔虫化石，以重建海平面的古代变化。这些海洋微生物保存着对海洋变化敏感的化学信号。

化石的同位素组成使得推断过去的波动并计算对地球自转的影响成为可能。该方法将古气候数据与先进的概率建模相结合。

研究表明，只有大约 200 万年前发生的一次孤立事件表现出类似的变化。即便如此，2000 年至 2020 年观察到的速度仍然是独一无二的。

影响一天长度的主要因素

• 极地冰盖和大陆冰川加速融化
• 水团重新分配到赤道地区
• 行星自转转动惯量增加
• 人类活动叠加在自然月球和地球物理过程上
• 对精确时间系统进行调整的需求日益增加

近年来，这些因素共同作用并加剧了这一现象。由于观察到的规模和速度，气候影响非常突出。

对精密技术的影响

原子钟是 GPS、电信和数据网络的基础，依赖于与地球自转的同步。白天长度的变化需要定期修正，称为闰秒。

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这些变化的逐渐积累可能需要更频繁的干预。卫星导航系统和数字基础设施在保持时间精度方面面临挑战。

尽管在日常生活中难以察觉，但这种影响在高精度应用中是相关的。研究继续监测事态发展，以预测必要的调整。

旋转变化的历史比较

在上新世晚期和更新世期间，白天长度的变化速度要慢得多。构造因素和月球潮汐主导了缓慢的变化。

当前时期，人为变暖的主导影响最为突出。减缓的速度超过了重建的古气候记录。

模型表明，只要融化继续，这种现象就会持续存在。未来的观察将完善人类贡献的量化。

持续监测和预测

超长基线干涉测量和卫星测量等技术可以实时跟踪旋转变化。这些数据补充了古气候重建。

气候预测表明，如果排放量不减少，融化将会加剧。这可以进一步增加白昼延长的速度。

研究人员强调自然成分和人为成分之间的明确区别。深入的理解有助于规划与时间相关的天文技术。