惡劣天氣使一天變長

強大的急流可能會使一天的時間增加或減少微秒

加入我們的科學愛好者社群!


關於支援科學新聞

如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關當今塑造我們世界的發現和想法的有影響力的故事的未來。


您是否覺得有些日子比其他日子更長?這種感覺可能是心理上的,但實際的一天長度確實會波動——以毫秒為單位。(一毫秒是千分之一秒)

一天的長度,以地球繞其軸自轉一週所需的時間來衡量,可以測量到大約10微秒,即百萬分之十秒的精度。地球的自轉速度取決於質量在其表面的分佈。這包括組成大氣層的翻滾氣體聚集體、固體地球本身、其流體核心和晃盪的海洋。例如,當一次大地震移動地球的質量時,它可能會使一天的時間減慢或加快幾千分之一秒。

事實上,2004年12月在印度尼西亞蘇門答臘發生的地震引發了致命的海嘯,移動了大量的水,略微改變了我們星球的形狀,並將其自轉速度加快了2.68微秒,或接近百萬分之三秒。

這種自轉速度的變化,儘管很小,但已經被觀察了幾個世紀。1695年,英國天文學家埃德蒙·哈雷爵士(他也發現了同名的週期彗星)假設月球在其軌道上加速。實際上,地球的自轉速度正在減慢,使月球看起來正在加速。

從那時起,科學家們使用各種方法來測量我們星球的自轉,包括天文裝置,如日晷,以及衛星和月球觀測。現在,科學家們已經在世界各地安裝了數千個全球定位系統(GPS)接收器,它們可以跟蹤地球的方位,精度在幾毫米以內,美國宇航局(NASA)噴氣推進實驗室(JPL)的地球物理學家理查德·格羅斯說,該實驗室位於加利福尼亞州帕薩迪納。JPL保留著一份自1962年以來地球自轉的內部資料庫。

格羅斯說,影響一天長度的最重要因素是天氣變化,特別是風的強度和方向的異常變化,這會導致大氣和海洋全球環流的變化。特別是,被稱為急流的巨大高空風流,它源於溫暖的熱帶地區和較冷的較高緯度地區之間的溫度差異,是縮短或加快一天時間的原因。

那麼,全球變暖實際上可能會加快一天的時間,這也許並不令人驚訝,聯合國政府間氣候變化專門委員會已經注意到了這一事實。在2007年發表在《地球物理研究快報》上的一項研究中,德國漢堡馬克斯·普朗克氣象研究所的科學家估計,海洋變暖造成的質量重新分佈將在未來兩個世紀內將一天的時間縮短120微秒,或接近十分之一毫秒。

格羅斯說,這種變化——無論是全球變暖還是地震引起的——目前仍然太小,無法可靠地檢測到。畢竟,一天24小時有86,400秒和數十億微秒。即使有了GPS,預測一天長度的變化仍然像預測天氣一樣困難。

例如,在2008年4月17日,這一天比正常時間長了1.1686毫秒。根據格羅斯的說法,這種過量時間是變化的:就在幾年前,一天的時間大約長了三毫秒。所有這些毫秒加起來:科學家估計,在一年中,這些波動會增加大約一秒鐘。

但別擔心,科學家們正在密切關注這一現象。位於科羅拉多州博爾德的國家標準與技術研究院偶爾會向用於標準化時間的原子鐘新增一個“閏秒”。上一次這樣的更新發生在2006年1月1日。有足夠的時間調整您的日曆:“如果一天的超額長度繼續保持在約1.2毫秒,那麼大約三年內就不需要另一個閏秒,”格羅斯在一封電子郵件中寫道。

© .