我們都知道，地球是一個旋轉的球體，它圍繞自己的軸心每天轉一圈，這就是地球的自轉。地球的自轉決定了我們的晝夜交替，也是我們計算時間的基礎。一般來說，我們認為地球的自轉周期是
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小時，即一天的時間。但是，科學家們發現，這個數碼並不是固定不變的，而是在不斷地波動。有時候，地球的自轉會變快，有時候會變慢。最近，地球的自轉速率呈現了加快的趨勢，這意味著，一天已不足
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小時了！
這個驚人的發現是如何得出的呢？答案就是用原子鐘。
原子鐘是一種利用原子的振動頻率來測量時間的儀器，它的精度非常高，可以達到 10 的負 18 次方秒（ 10^-18^ ）的級別，這個時間單位叫做阿秒。阿秒有多短呢？簡單地說，就是人類無法感知的那種短。比如，光從一個原子核穿過另一個原子核，所需的時間就是一個阿秒。
原子鐘的發明可以追溯到 20 世紀 60 年代，從那時起，科學家們就用原子鐘來記錄每天的時長，也就是地球完成一次自轉所需的時間。透過對原子鐘的觀測，科學家們發現，過去 50 年裏，地球自轉的速度有所減慢，導致一天的時長變得比 24 小時，也就是 86400 秒，還要短一些。這樣的極細微差別，盡管在人們的日常生活中無從體現，但卻會在通訊、電力、導航等領域產生重要影響。
為了保證全球的時間同步，科學家們不得不采取一些措施，比如增加或減少閏秒。閏秒是指在國際協調時間（ UTC ）的基礎上，根據地球自轉的實際情況，有時在一年的最後一天或者中間的一天，增加或減少一秒的時間，以使之與地球的自轉周期保持一致。近 50 多年來，我們已經加了近 30 個閏秒，還沒有減過秒。上一次加秒，發生在台北時間 2017 年 1 月 1 日 7 時 59 分 59 秒後，增加 1 秒出現 7 時 59 分 60 秒。而此次因為地球自轉速率呈加快趨勢，專家稱，面臨的可能是首次 「 負閏秒 」 ，即 「 減一秒 」 ，但是否減秒目前沒有定論。
地球自轉速率變化的可能原因，包括地球表面形態的變化和日月潮汐重力的作用
那麽，地球自轉速率為什麽會變化呢？這問題有些復雜，但我們可以知道兩個最為可能的原因，一個是地球表面形態的變化，另一個是日月潮汐重力的作用。
地球上的水體、冰川、巖漿等物質的分布和流動，這些都會影響地球的質素分布，進而影響地球的轉動慣量和角速度。轉動慣量則是指一個物體繞某一軸旋轉時，抵抗改變其旋轉狀態的能力，它與物體的質素和質素離軸的距離有關。
當地球的質素分布發生變化時，如果角動量不變，那麽轉動慣量和角速度就會相互調節，使得轉動慣量乘以角速度的平方等於角動量的平方除以 2 。
當地球上的冰川融化，水從高緯度地區流向低緯度地區時，相當於地球的質素從軸心附近向外移動，這就增大了地球的轉動慣量，為了保持角動量不變，地球的角速度就會增大，也就是自轉速度變快，自轉周期變短。反之，如果地球上的水從低緯度地區流向高緯度地區，形成冰川，那麽地球的轉動慣量就會減小，角速度就會減小，自轉速度變慢，自轉周期變長。
日月潮汐重力的作用，則是指日月對地球的重力，造成地球上的水體和固體的形變，形成潮汐。潮汐的存在，使得地球的質素分布不均勻，而且隨著地球的自轉，潮汐的位置也在不斷變化，這就相當於在地球的自轉軸上施加了一個扭矩，改變了地球的角動量。由於日月的重力方向並不與地球的自轉軸平行，所以這個扭矩的方向總是與地球的自轉方向相反，這就相當於給地球自轉加了 一個剎車，使得地球自轉速度變慢，自轉周期變長。
根據科學家們的計算，日月潮汐重力的作用，使得地球的自轉周期每年增加約 2.3 毫秒，這是一個長期的趨勢，但是在短期內，地球的自轉速率還會受到其他因素的影響，比如地震、火山、大氣風暴等，這些都會導致地球的自轉速率出現波動。
地球自轉速率變化的長期趨勢和短期波動，以及可能出現的 「 負閏秒 」 現象 。
地球自轉速率變化的長期趨勢和短期波動，可以透過觀測地球的自轉角來確定。
地球的自轉角的變化，會影響到地球上的地理座標系，也就是經緯度的定義。為了保持地理座標系的穩定，科學家們建立了一個國際地球自轉與參考系服務（ IERS ），它負責監測地球的自轉角，並釋出相關的數據和通告。
其中，最重要的一個通告，就是關於閏秒的通告。 IERS 根據地球的自轉速率和國際原子時（ TAI ）之間的差異，決定是否需要在某一年的最後一天或者中間的一天，增加或減少一秒的時間，以使之與國際協調時間（ UTC ）保持一致。
閏秒的通告，通常會在閏秒發生的前半年左右釋出，以便各方做好準備。自 1972 年以來， IERS 已經釋出了 28 次閏秒的通告，最近一次是在 2016 年 12 月 31 日，增加了一秒的時間。
然而，由於地球自轉速率呈現加快的趨勢，導致地球的自轉周期短於 24 小時，這就可能出現一個新的現象，就是 「 負閏秒 」 ，即減少一秒的時間。
可別小看這短短的一秒負閏秒，它會給全球的時間同步帶來十分巨大的挑戰，一些依賴於精確時間的系統，衛星導航、電力網、金融交易等，都可能會出現一些錯誤或混亂。
為了避免這些問題，一些專家和機構提出了取消閏秒的建議，認為閏秒的存在會給時間的穩定性和連續性帶來不利影響，建議采用一個不受地球自轉影響的新的時間標準。
然而，這一建議也遭到了一些反對的聲音，認為閏秒的存在是為了保持時間的自然性和歷史性，如果取消閏秒，就會使得時間與地球的自轉脫節，導致日出日落等天文現象的時間發生偏差。
這一爭論，目前還沒有一個定論，需要在國際上進行更多的討論和協商，以達成一個廣泛的共識。
地球自轉速率變化對人類生活的影響
地球自轉速率變化，雖然在極短的時間內，對人類生活的影響並不明顯，但是在長期的時間尺度上，卻可能帶來一些深刻的變化。
最為明顯的將會是氣候變遷，地球自轉速率變化，會直接影響到地球上的大氣環流、海洋環流、風速、風向、溫度、濕度、降雨等氣候要素，進而影響到地球上的氣候區劃和氣候類別。
農業生產、交通運輸、旅遊觀光甚至健康保健都可能會受到一定程度的影響。無論如何，地球自轉速率變化，是一個不可避免的自然現象，我們無法改變它，但是我們可以適應它，透過科學的方法，探索它的規律，預測它的影響，應對它的挑戰，利用它的機遇，讓我們的生活更加美好。
