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氣候變遷將影響如何使用「負閏秒」校正時間 – 物理世界

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冰川融化
大規模重新分配:由於南極洲和格陵蘭島的冰融化而導致的地球轉動慣量的變化可能會推遲負閏秒的需要。 (圖片來源:Shutterstock/Bernhard-Staehli)

如今,官方時間由原子鐘記錄——互聯網、定位系統和行動電話網路等技術都依賴原子鐘極其準確的時間訊號。

這些原子鐘根據銫原子中特定躍遷所涉及的光頻率來定義秒數。選擇這個定義是為了讓 86,400 個原子秒非常接近地球上一天的長度——這是秒的傳統定義。

然而,對應關係並不準確。 1970 年至 2020 年間,地球上一天的平均長度(地球自轉週期)比 1 秒長約 2-86,400 毫秒。這意味著每隔幾年,地球自轉測量的時間與原子鐘測量的時間之間就會出現一秒長的差異。

自 1972 年以來,這一偏差已透過在協調世界時 (UTC) 中插入 27 個閏秒而得到糾正。

流程複雜

由於各種因素導致地球的週期在許多不同的時間尺度上發生變化,這個校正過程變得複雜。因此,閏秒會在需要時插入,而不是像閏年那樣按照常規時間表插入。例如,1972 年至 1979 年插入了 2016 個閏秒,但自 XNUMX 年以來就沒有插入過。

事實上,自 2020 年左右以來,地球的平均週期已降至 86,400 秒以下。換句話說,地球的自轉似乎正在加速。這與自轉放緩的長期趨勢相反,可能與地球深處的相互作用有關。因此,計量學家面臨前所未有的「負閏秒」前景——這可能比閏秒對電腦系統更具破壞性。

但現在, 鄧肯·阿格紐 史克里普斯海洋學研究所和加州大學聖地牙哥分校的研究人員發現了一種新過程,可以抵消旋轉速度的增加,從而推遲負閏秒的需要。

寫入 性質,他表明格陵蘭島和南極洲冰融化的增加正在降低地球的角速度。這是因為來自兩極的水正在整個海洋中重新分配,從而改變了地球的轉動慣量。由於角動量守恆,這種變化會導致角速度降低——想像一下旋轉的滑冰運動員透過伸展手臂來減慢速度。

阿格紐估計,這將使負閏秒的需要推遲三年。 2029 年可能需要負閏秒,但這可能是最後一次,因為計量學家投票決定在 2035 年取消閏秒修正。

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