氣候變化可能會(huì)改變?nèi)祟?lèi)的計(jì)時(shí)方式。3月27日發(fā)表于《自然》的一項(xiàng)分析預(yù)測(cè)，融化的冰蓋正在減緩地球的自轉(zhuǎn)速度，以至于下一個(gè)閏秒將被推遲3年。

論文作者之一、美國(guó)斯克里普斯海洋研究所地球物理學(xué)家Duncan Agnew說(shuō)：“融冰足以使海平面上升，以至于我們可以看到地球自轉(zhuǎn)速度受到了影響。”

閏秒是1972年以來(lái)，為適應(yīng)地球自轉(zhuǎn)而對(duì)國(guó)際原子時(shí)進(jìn)行的人為調(diào)整。根據(jù)Agnew的分析，全球變暖將把再次調(diào)整閏秒的需求從2026年推遲到2029年。閏秒對(duì)計(jì)算機(jī)造成了很大的干擾，以至于2022年科學(xué)家投票決定在2035年前消除閏秒。研究人員尤其擔(dān)心下一次閏秒調(diào)整，因?yàn)檫@可能是第一個(gè)負(fù)閏秒，而不是正閏秒。

“我們不知道如何應(yīng)對(duì)1秒鐘的缺失，這正是時(shí)間計(jì)量學(xué)家擔(dān)心的原因。”國(guó)際計(jì)量局時(shí)間部前主任Felicitas Arias說(shuō)，從計(jì)量學(xué)角度看，推遲3年“是個(gè)好消息”，因?yàn)榧词谷匀恍枰?fù)閏秒，它也會(huì)發(fā)生更晚，而且在2035年前，世界上出現(xiàn)負(fù)閏秒的次數(shù)可能比預(yù)期要少。

但Agnew強(qiáng)調(diào)，這不應(yīng)該被視為支持全球變暖的觀點(diǎn)。

目前有兩種常用的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)：基于地球自轉(zhuǎn)的世界時(shí)和基于原子振蕩周期的國(guó)際原子時(shí)。由于兩種測(cè)量方法不同，隨著時(shí)間推移，兩個(gè)計(jì)時(shí)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)差異，因此有了協(xié)調(diào)世界時(shí)(UTC)的概念。

UTC以國(guó)際原子時(shí)秒長(zhǎng)為基礎(chǔ)，在時(shí)間上盡量接近世界時(shí)。1972年的國(guó)際計(jì)量大會(huì)決定，當(dāng)國(guó)際原子時(shí)與世界時(shí)相差達(dá)到0.9秒時(shí)，UTC就增加或減少1秒，以盡量接近世界時(shí)，這個(gè)修正被稱(chēng)為閏秒。

原子鐘是比地球自轉(zhuǎn)更好的計(jì)時(shí)器，因?yàn)樗跀?shù)百萬(wàn)年里是穩(wěn)定的，而地球自轉(zhuǎn)速度是變化的。在該研究中，Agnew使用數(shù)學(xué)模型梳理了已知的地球物理現(xiàn)象對(duì)自轉(zhuǎn)的影響，并預(yù)測(cè)它們對(duì)未來(lái)閏秒的影響。

許多計(jì)量學(xué)家預(yù)計(jì)閏秒只會(huì)增加，因?yàn)樵跀?shù)百萬(wàn)年的尺度上，地球自轉(zhuǎn)速度正在放緩。這意味著，有時(shí)，UTC的1分鐘需要變成61秒，才能接近世界時(shí)。

但Agnew說(shuō)，在較短的時(shí)間尺度上，地球物理現(xiàn)象會(huì)使自轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生波動(dòng)。目前，地球自轉(zhuǎn)速度受到地核流動(dòng)的影響，自20世紀(jì)70年代以來(lái)，這些流動(dòng)使地球自轉(zhuǎn)速度加快，意味著增加閏秒的頻率會(huì)降低。如果這種趨勢(shì)持續(xù)下去，則需要從UTC中刪除閏秒。

該研究發(fā)現(xiàn)，由于氣候變化，這種情況發(fā)生的時(shí)間可能比之前認(rèn)為的要晚。繪制地球引力圖的衛(wèi)星數(shù)據(jù)顯示，自20世紀(jì)90年代初以來(lái)，由于格陵蘭島和南極洲的冰融化，大量物質(zhì)從兩極向赤道移動(dòng)，地球變得越來(lái)越扁平。就像旋轉(zhuǎn)的滑冰運(yùn)動(dòng)員把手臂向外伸展會(huì)減速、把手臂收回會(huì)加速一樣，遠(yuǎn)離地球自轉(zhuǎn)軸的水流會(huì)減緩地球的旋轉(zhuǎn)速度。

地核流動(dòng)和氣候變化的最終結(jié)果仍然是地球自轉(zhuǎn)加速。但研究發(fā)現(xiàn)，如果沒(méi)有冰融化的影響，調(diào)整負(fù)閏秒的時(shí)間比現(xiàn)在預(yù)測(cè)的要早3年。

“人類(lèi)活動(dòng)對(duì)氣候變化有著深遠(yuǎn)影響。推遲閏秒只是例子之一。”中國(guó)香港理工大學(xué)地球物理學(xué)家陳劍利說(shuō)。

推遲閏秒將受到計(jì)量學(xué)家的歡迎。美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所時(shí)間和頻率部門(mén)負(fù)責(zé)人Elizabeth Donley表示，閏秒已是一個(gè)“大問(wèn)題”，因?yàn)樵谝粋€(gè)越來(lái)越依賴精確計(jì)時(shí)的社會(huì)中，閏秒會(huì)造成計(jì)算系統(tǒng)的重大故障。而前所未有的負(fù)閏秒可能會(huì)更糟，因?yàn)?ldquo;現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)代碼都沒(méi)有考慮到這一點(diǎn)”。

Agnew希望氣候變化對(duì)計(jì)時(shí)的影響會(huì)促使一些人采取行動(dòng)。Agnew的論文對(duì)預(yù)測(cè)很有用，但專(zhuān)家認(rèn)為，何時(shí)需要負(fù)閏秒仍然存在很大的不確定性。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07170-0