我们都知道，地球是一个旋转的球体，它围绕自己的轴心每天转一圈，这就是地球的自转。地球的自转决定了我们的昼夜交替，也是我们计算时间的基础。一般来说，我们认为地球的自转周期是
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小时，即一天的时间。但是，科学家们发现，这个数字并不是固定不变的，而是在不断地波动。有时候，地球的自转会变快，有时候会变慢。最近，地球的自转速率呈现了加快的趋势，这意味着，一天已不足
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小时了！
这个惊人的发现是如何得出的呢？答案就是用原子钟。
原子钟是一种利用原子的振动频率来测量时间的仪器，它的精度非常高，可以达到 10 的负 18 次方秒（ 10^-18^ ）的级别，这个时间单位叫做阿秒。阿秒有多短呢？简单地说，就是人类无法感知的那种短。比如，光从一个原子核穿过另一个原子核，所需的时间就是一个阿秒。
原子钟的发明可以追溯到 20 世纪 60 年代，从那时起，科学家们就用原子钟来记录每天的时长，也就是地球完成一次自转所需的时间。通过对原子钟的观测，科学家们发现，过去 50 年里，地球自转的速度有所减慢，导致一天的时长变得比 24 小时，也就是 86400 秒，还要短一些。这样的极细微差别，尽管在人们的日常生活中无从体现，但却会在通讯、电力、导航等领域产生重要影响。
为了保证全球的时间同步，科学家们不得不采取一些措施，比如增加或减少闰秒。闰秒是指在国际协调时间（ UTC ）的基础上，根据地球自转的实际情况，有时在一年的最后一天或者中间的一天，增加或减少一秒的时间，以使之与地球的自转周期保持一致。近 50 多年来，我们已经加了近 30 个闰秒，还没有减过秒。上一次加秒，发生在北京时间 2017 年 1 月 1 日 7 时 59 分 59 秒后，增加 1 秒出现 7 时 59 分 60 秒。而此次因为地球自转速率呈加快趋势，专家称，面临的可能是首次 「 负闰秒 」 ，即 「 减一秒 」 ，但是否减秒目前没有定论。
地球自转速率变化的可能原因，包括地球表面形态的变化和日月潮汐引力的作用
那么，地球自转速率为什么会变化呢？这问题有些复杂，但我们可以知道两个最为可能的原因，一个是地球表面形态的变化，另一个是日月潮汐引力的作用。
地球上的水体、冰川、岩浆等物质的分布和流动，这些都会影响地球的质量分布，进而影响地球的转动惯量和角速度。转动惯量则是指一个物体绕某一轴旋转时，抵抗改变其旋转状态的能力，它与物体的质量和质量离轴的距离有关。
当地球的质量分布发生变化时，如果角动量不变，那么转动惯量和角速度就会相互调节，使得转动惯量乘以角速度的平方等于角动量的平方除以 2 。
当地球上的冰川融化，水从高纬度地区流向低纬度地区时，相当于地球的质量从轴心附近向外移动，这就增大了地球的转动惯量，为了保持角动量不变，地球的角速度就会增大，也就是自转速度变快，自转周期变短。反之，如果地球上的水从低纬度地区流向高纬度地区，形成冰川，那么地球的转动惯量就会减小，角速度就会减小，自转速度变慢，自转周期变长。
日月潮汐引力的作用，则是指日月对地球的引力，造成地球上的水体和固体的形变，形成潮汐。潮汐的存在，使得地球的质量分布不均匀，而且随着地球的自转，潮汐的位置也在不断变化，这就相当于在地球的自转轴上施加了一个扭矩，改变了地球的角动量。由于日月的引力方向并不与地球的自转轴平行，所以这个扭矩的方向总是与地球的自转方向相反，这就相当于给地球自转加了 一个刹车，使得地球自转速度变慢，自转周期变长。
根据科学家们的计算，日月潮汐引力的作用，使得地球的自转周期每年增加约 2.3 毫秒，这是一个长期的趋势，但是在短期内，地球的自转速率还会受到其他因素的影响，比如地震、火山、大气风暴等，这些都会导致地球的自转速率出现波动。
地球自转速率变化的长期趋势和短期波动，以及可能出现的 「 负闰秒 」 现象 。
地球自转速率变化的长期趋势和短期波动，可以通过观测地球的自转角来确定。
地球的自转角的变化，会影响到地球上的地理坐标系，也就是经纬度的定义。为了保持地理坐标系的稳定，科学家们建立了一个国际地球自转与参考系服务（ IERS ），它负责监测地球的自转角，并发布相关的数据和通告。
其中，最重要的一个通告，就是关于闰秒的通告。 IERS 根据地球的自转速率和国际原子时（ TAI ）之间的差异，决定是否需要在某一年的最后一天或者中间的一天，增加或减少一秒的时间，以使之与国际协调时间（ UTC ）保持一致。
闰秒的通告，通常会在闰秒发生的前半年左右发布，以便各方做好准备。自 1972 年以来， IERS 已经发布了 28 次闰秒的通告，最近一次是在 2016 年 12 月 31 日，增加了一秒的时间。
然而，由于地球自转速率呈现加快的趋势，导致地球的自转周期短于 24 小时，这就可能出现一个新的现象，就是 「 负闰秒 」 ，即减少一秒的时间。
可别小看这短短的一秒负闰秒，它会给全球的时间同步带来十分巨大的挑战，一些依赖于精确时间的系统，卫星导航、电力网、金融交易等，都可能会出现一些错误或混乱。
为了避免这些问题，一些专家和机构提出了取消闰秒的建议，认为闰秒的存在会给时间的稳定性和连续性带来不利影响，建议采用一个不受地球自转影响的新的时间标准。
然而，这一建议也遭到了一些反对的声音，认为闰秒的存在是为了保持时间的自然性和历史性，如果取消闰秒，就会使得时间与地球的自转脱节，导致日出日落等天文现象的时间发生偏差。
这一争论，目前还没有一个定论，需要在国际上进行更多的讨论和协商，以达成一个广泛的共识。
地球自转速率变化对人类生活的影响
地球自转速率变化，虽然在极短的时间内，对人类生活的影响并不明显，但是在长期的时间尺度上，却可能带来一些深刻的变化。
最为明显的将会是气候变化，地球自转速率变化，会直接影响到地球上的大气环流、海洋环流、风速、风向、温度、湿度、降水等气候要素，进而影响到地球上的气候区划和气候类型。
农业生产、交通运输、旅游观光甚至健康保健都可能会受到一定程度的影响。无论如何，地球自转速率变化，是一个不可避免的自然现象，我们无法改变它，但是我们可以适应它，通过科学的方法，探索它的规律，预测它的影响，应对它的挑战，利用它的机遇，让我们的生活更加美好。
