今年的夏天白天变短了！| 《大众科学》

充足的阳光、冰淇淋和海滩午后可能会让你希望夏天永远不要结束。不幸的是，今年夏天比往常过得稍微快了一点。根据《大众科学》的报道，在 2025 年 7 月和 8 月，地球自转的微小波动意味着许多日子的长度实际上（但不太明显地）变短了。

据 timeanddate.com 的一份报告显示，今天，7 月 22 日，预计比标准的 24 小时（86,400 秒，秒由原子钟定义）短约 1.34 毫秒。这是近期一系列稍短日子的最新记录。根据国际地球自转和参考系统服务局 (IERS) 的数据，2025 年迄今最短的一天是 7 月 10 日，地球完成了每日自转，比平时快了 1.38 毫秒。预计 8 月初的连续多天都将比 24 小时短一毫秒以上。

早期的预测曾认为有些日子可能短到创下自 1950 年代开始原子计时以来的最短记录。但修正后的估计表明并非如此。目前最短的一天记录仍是 2024 年 7 月 5 日，比 86,400 秒低了 1.66 毫秒。

这种变化是近年来地球自转加速趋势的一部分。加州大学圣迭戈分校斯克里普斯海洋研究所的地球物理学家邓肯·阿格纽表示，尽管这听起来可能令人担忧，但这种加速并不值得担心。“你不会注意到，”他告诉《大众科学》。

我们地球的日长从未停止变化。月球的潮汐摩擦、冰川融化、大气风和天气以及熔融地核的运动都会影响地球在围绕太阳进行年度轨道运行时在其轴上的自转速度。其中一些力相互作用，并且在不同的时间尺度上发挥作用。

改变自转

从最长远来看，月球对地球的拉力累积效应，增加了其自转的摩擦力，正在减缓我们的速度。大约 7000 万年前的晚白垩世，恐龙在地球上的一天比现在短大约 30 分钟，这是通过对化石软体动物壳的详细分析揭示的。再过数百万年，我们预计每天的自转周期将增加几分钟。如果时间足够长（约 500 亿年），月球最终会通过潮汐锁定将地球的自转拖慢到与月球绕地球的轨道速度相匹配的程度。届时，地球上的一天将持续大约一个月——相当于一个朔望月。尽管我们可能永远达不到这一点，因为我们的太阳预计约 50 亿年后会膨胀成红巨星，远远早于我们停止自转之前就将地球和月球完全吞没。

然后是地球核心的运动，它在几十年的尺度上抵消了那种最长期的趋势。我们地球的熔融地核也在旋转（尽管比行星表面更 turbulent）。核心的运动是地球拥有磁场的原因和方式：旋转的铁汤产生电流，这些电流累加起来就产生了电磁效应。但近年来，地核的速度减慢了。阿格纽指出，科学家们并不完全确定原因。尽管美国东海岸比西海岸离地心更近，但他表示，“我们对地核的了解确实不多。”预测它的运动“就像试图在什么都看不到的情况下预测天气”。

但可以肯定的是，地球的表面、核心和大气层构成了一个封闭的物理系统。阿格纽解释说，角动量守恒定律意味着，除非受到外部扭矩的作用，否则旋转系统必须保持其总的旋转动量。随着核心运动减慢，失去的速度必须由系统的另一部分来弥补。因此，反直觉的是，表面开始更快地旋转。（在抽象中很难想象，但演示起来却很容易。）这种核心模式解释了过去 50 年来日子趋于缩短的主要原因。

同样，我们大气的运动也决定了地表运动。像急流这样的气流会随季节变化。在夏天，这些持续的风会减弱并减慢。同样，由于角动量守恒，这种运动会转移到地表，导致地球加速。这就是为什么每年的地球日长都有明显且可预测的季节性高峰和低谷。德克萨斯大学奥斯汀分校的地球物理学家和大地测量学家克拉克·威尔逊告诉《大众科学》，天气和全球风速的较小波动也有额外影响。随着气候变化改变天气模式并重新分配全球水资源，它也在影响着地球的自转。由于冰盖融化，地球表面的旋转速度比平时稍慢，尽管这种影响不足以抵消地核的影响。

最后，月球在其椭圆轨道上与地球的相对位置会改变它施加的摩擦力，因此它会周期性地再次变得重要。每月两次，月球在赤道正上方，每月两次，月球到达赤道以北或以南的最大值。阿格纽说，在这些最大、偏离中心的点，月球的拉力会减小，地球会稍微加速。

微小的测量

尽管毫秒的延迟随着时间推移会累积成闰秒，但它们通常不会扰乱地球上的生活。多个国际机构如此密切地监测和测量地球的倾斜和自转，是因为这些数字对于精确的全球定位系统 (GPS)——就像军队依赖的那种——确实很重要。

威尔逊说：“现代对这些变化的兴趣实际上是为了导航目的。” GPS 依赖于绕地球运行的卫星。当我们的行星速度改变（或轴倾角变化）时，卫星与我们之间的关系也会随之改变。威尔逊指出，为了在地球上进行近乎精确的三角定位，科学家需要知道行星相对于 GPS 卫星的位置。自转速度出现一毫秒的误差将导致位置出现约 1.5 英尺的差异。