影响|涨知识丨地球自转加速,2021年会过得更快吗?

一条关于“地球自转加速”的消息 , 冲上了新浪微博热搜榜的第一 。
据英国《每日电讯报》1月5日报道 , 目前 , 地球自转的速度正在逐渐加快 , 平均一天的时间将会比以往快0.5毫秒 , 2021年有望成为“史上最快一年” 。

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报道称 , 如果地球自转速度继续加快 , 为了与地球自转的时间保持同步 , 世界各地的时钟可能都需要重新调整 , 或将首次出现全球时钟中删除一秒的场景 。

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你可能会觉得奇怪 , 一年365天 , 一天24小时 , 一小时60分钟 , 时间单位都是固定不变的 , 一年怎么就能变快?这删除一秒又是什么?
各国之前采用的时间计量系统是以地球自转为基准的天文时 。
天文时是借助天文观测到地球自转的平均周期(也就是1日) , 然后将其等分为86400份 , 即一天有24小时 , 一小时有60分钟 , 一分钟有60秒 。 长期以来科学界一直认为地球的自转速率很均匀 , 是一台相当靠谱的时钟 , 因此天文时就被作为当时通用的时间标准 。
但20世纪中叶之后 , 人们发现地球其实并不靠谱 , 其自转的速率是不断变化的 , 因此一天的长度并非恒定不变 。
由于地核熔化、海洋和大气的复杂运动 , 以及月球等天体的影响 , 地球自转的速度处于不断变化之中 。
潮汐的摩擦力和地球与月球之间距离的变化 , 也造成了每日地球自转速度的不同 。
此外 , 全球变暖对高海拔地区的冰雪融化产生的影响 , 也会导致地球自转速度加快 , 尽管影响的幅度有限 。
随着量子理论的发展 , 科学家引入了原子时作为时间计量标准 。
相对于以地球自转为基础的天文时来说 , 原子时是均匀的计量系统 , 原子时用来衡量时间 , 本质是寻找一个稳定的周期现象 。
但是涉及到人类日常生活的周期性变化 , 则取决于依地球自转速度而变化的天文时 。

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为兼顾人类对天文时和原子时的需要 , 科学家们规定了协调世界时(UTC) , 也就是我们现在所使用的的世界标准时间 。 它不与任何地区位置相关 , 也不代表此刻某地的时间 。
而这增加或删除一秒的说法就由此而来 。
你可能纳闷了 , 我每天看着时间 , 还是一分钟60秒 , 这增加一秒或删除一秒又是如何发生的?
闰秒就是在世界标准时间的基础上增加或减少一秒 , 它是天文时和原子时相协调的产物 。
以原子时为标准 , 一天就是86400秒 。 由于地球自转的速度不断变化 , 从1820年至2015年 , 天文时的一天如果用原子时来衡量 , 平均有86400.002秒 。 这千分之二秒的误差看似微不足道 , 但日积月累差异会越来越大 。 为了让二者的时间尽量保持一致 , 科学家在1972年 , 引入了闰秒系统 。
闰秒一般被安插在23时59分59秒 , 以我们所用的时间标准来说 , 下一秒应为0时0分0秒 , 但加入闰秒之后 , 时钟则显示为23时59分60秒 , 之后再进入0时0分0秒 。

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【影响|涨知识丨地球自转加速,2021年会过得更快吗?】而闰秒的安插日期一般为6月30日或12月31日 , 或者是3月31日或9月30日 , 这个并没有固定的规律 , 具体日期由国际地球自转服务局(IERS)通过监测地球的自转速度 , 统一规定和发布 。 一般是提前6个月通知各国何时需要增加或减少闰秒 。
从20世纪70年代以来 , 全球已经进行了27次闰秒调整 , 而这27次都是在等待赶不上趟的地球自转 , 也就是说我们的时间一共增加了27秒 。

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1972年至今 已添加过闰秒的年份
但是近几年来 , 由于地球自转速度正在加快 。 报道指出 , 发现过去50年里 , 地球完成一次旋转所需的时间慢于86400秒(24个小时) 。 然而在2020年中 , 这一长期趋势被逆转 , 现在一天的时长常短于86400秒 。 2020年7月19日 , 这一天的时长比24小时缩短了1.4602毫秒——这是有记录以来最短的一天 , 因此2021年或将出现全球时钟中第一次删除一秒的情形 。
那看到这儿 , 你或许又要问了:“闰秒对普通人有什么影响?”
简单来说 , 几乎没有任何影响 。
闰秒的设置与时区无关 , 全世界都在同一时刻发生 。 大部分民用设备本身就容易产生秒级的时间误差 , 闰秒的作用完全可以忽略不计 。 而我们的手机电脑 , 现在基本都可以与互联网同步时间 , 闰秒发生后系统会自动同步 。
但从另一个层面来讲 , 闰秒或多或少会对时间精度要求较高的设备和应用 , 如现代卫星通信和导航系统 , 造成影响 。 主要原因是由于它的不可预测性 , 因为谁都不知道在未来几个月里会不会出现一次新的闰秒 , 所以系统的设置无法完美规避闰秒带来的影响 。 这些通信系统需要与太阳、月亮和恒星的常规位置绝对一致的时间 , 如果这些系统时间出错带来的影响不可想象 。
有些国家机构曾经提出取消闰秒的议案并在国际大会上进行表决 , 但这些议案目前都处于驳回或延期决定的状态 。 学界至今提出的新方案也都还存在各种问题 , 不能完美替代闰秒 。
谁来守护时间?英法两国延续200多年的“相爱相杀”
取消闰秒的建议 , 曾一度得到了意大利、德国、日本等十几个国家的支持 , 其中法国最为坚定 。 法国和英国关于“谁来守护时间”的梁子早在1884年就结下了 。 在当年的华盛顿本初子午线会议上 , 法国力推“巴黎标准时间” , 结果被英国的“格林尼治时间”打败 。
而现今主要由法国人组成的国际计量局表示 , 世界标准时间应该完全基于原子钟的时间即原子时 。 “继续使用格林尼治时间即天文时 , 就等于允许世界上同时存在两个时间 。 ”
作为格林尼治时间的发祥地 , 英国人可不这么看 。 包括英国在内的一些国家认为 , 依靠闰秒调节天文时和原子时的方法已经沿用了近50年 , 这一方法能够很好地继续发挥作用 。
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来源:都市快报(dskbdskb) , 综合央视新闻客户端、新浪微博
_原题《这道天文地理题,冲上热搜第一!网友提问很一致:上班时间还是8小时吗》
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