恶劣天气使一天变长

强大的急流可能会使一天的时间增加或减少微秒

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您是否觉得有些日子比其他日子更长?这种感觉可能是心理上的,但实际的一天长度确实会波动——以毫秒为单位。(一毫秒是千分之一秒)

一天的长度,以地球绕其轴自转一周所需的时间来衡量,可以测量到大约10微秒,即百万分之十秒的精度。地球的自转速度取决于质量在其表面的分布。这包括组成大气层的翻滚气体聚集体、固体地球本身、其流体内核和晃荡的海洋。例如,当一次大地震移动地球的质量时,它可能会使一天的时间减慢或加快几千分之一秒。

事实上,2004年12月在印度尼西亚苏门答腊发生的地震引发了致命的海啸,移动了大量的水,略微改变了我们星球的形状,并将其自转速度加快了2.68微秒,或接近百万分之三秒。

这种自转速度的变化,尽管很小,但已经被观察了几个世纪。1695年,英国天文学家埃德蒙·哈雷爵士(他也发现了同名的周期彗星)假设月球在其轨道上加速。实际上,地球的自转速度正在减慢,使月球看起来正在加速。

从那时起,科学家们使用各种方法来测量我们星球的自转,包括天文设备,如日晷,以及卫星和月球观测。现在,科学家们已经在世界各地安装了数千个全球定位系统(GPS)接收器,它们可以跟踪地球的方位,精度在几毫米以内,美国宇航局(NASA)喷气推进实验室(JPL)的地球物理学家理查德·格罗斯说,该实验室位于加利福尼亚州帕萨迪纳。JPL保留着一份自1962年以来地球自转的内部数据库。

格罗斯说,影响一天长度的最重要因素是天气变化,特别是风的强度和方向的异常变化,这会导致大气和海洋全球环流的变化。特别是,被称为急流的巨大高空风流,它源于温暖的热带地区和较冷的较高纬度地区之间的温度差异,是缩短或加快一天时间的原因。

那么,全球变暖实际上可能会加快一天的时间,这也许并不令人惊讶,联合国政府间气候变化专门委员会已经注意到了这一事实。在2007年发表在《地球物理研究快报》上的一项研究中,德国汉堡马克斯·普朗克气象研究所的科学家估计,海洋变暖造成的质量重新分布将在未来两个世纪内将一天的时间缩短120微秒,或接近十分之一毫秒。

格罗斯说,这种变化——无论是全球变暖还是地震引起的——目前仍然太小,无法可靠地检测到。毕竟,一天24小时有86,400秒和数十亿微秒。即使有了GPS,预测一天长度的变化仍然像预测天气一样困难。

例如,在2008年4月17日,这一天比正常时间长了1.1686毫秒。根据格罗斯的说法,这种过量时间是变化的:就在几年前,一天的时间大约长了三毫秒。所有这些毫秒加起来:科学家估计,在一年中,这些波动会增加大约一秒钟。

但别担心,科学家们正在密切关注这一现象。位于科罗拉多州博尔德的国家标准与技术研究院偶尔会向用于标准化时间的原子钟添加一个“闰秒”。上一次这样的更新发生在2006年1月1日。有足够的时间调整您的日历:“如果一天的超额长度继续保持在约1.2毫秒,那么大约三年内就不需要另一个闰秒,”格罗斯在一封电子邮件中写道。

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