氣候變遷開始改變人類計時的方式
氣候變遷可能對人類計時的方式帶來改變。 3月27日發表在《自然》上的一篇分析文章預測,融化的冰蓋正在使地球自轉速度放緩,以至於下一個閏秒——自1972年以來用於協調原子鐘的官方時間與基於地球不穩定自轉速度的官方時間的機制—將延後3年。
論文作者之一、美國斯克里普斯海洋研究所的地球物理學家Duncan Agnew說:「融冰足以移動海平面,實際上,我們可以看到,地球自轉的速度受到了影響。」。
閏秒其實是為適應地球自轉的腳步而對國際原子時的人為增減。根據Agnew的分析,全球暖化將把再次調整閏秒的需求從2026年延後到2029年。閏秒對計算造成瞭如此大的干擾,以至於2022年科學家們投票決定要在2035年之前消除閏秒。研究人員尤其擔心下一個閏秒調整,因為這可能是第一次負閏秒,而不是正閏秒。「我們不知道如何應對一秒鐘的缺失,這就是時間計量學家擔心的原因。」國際計量局時間部前主任Felicitas Arias說。她說,從計量學的角度來看,推遲3年“是個好消息”,因為即使仍然需要負閏秒,它也會在更晚的時候發生,而且在2035年之前,世界上出現負閏秒的次數可能會比預期的少。但Agnew強調,這不應該被視為支持全球暖化的觀點。為確定時間,世界上有兩種常用的時間計量系統:基於地球自轉的世界時和基於原子振盪週期的國際原子時。由於兩種測量方法不同,隨著時間推移,兩個計時系統結果會出現差異,因此有了協調世界時(UTC)的概念。UTC以國際原子時秒長為基礎,時時盡量接近世界時。 1972年的國際計量大會決定,當國際原子時與世界時的時刻相差達到0.9秒時,UTC就增加或減少1秒,以盡量接近世界時,這個修正被稱為閏秒。原子鐘是比地球自轉更好的計時器,因為它們在數百萬年裡是穩定的,而地球的自轉速度是變化的。在該研究中,Agnew使用數學模型來梳理已知的地球物理現象對地球自轉的貢獻,並預測它們對未來閏秒的影響。許多計量學家預期閏秒只會增加,因為在數百萬年的尺度上,地球的自轉速度正在放緩,這意味著,有時,UTC的一分鐘需要變成61秒長,才能接近世界時。地球自轉速度的降低是由月球對海洋的引力造成的,這會產生摩擦。但Agnew說,在較短的時間尺度上,地球物理現象會使自轉速率波動。目前,地球自轉的速度受到地球液核電流的影響,自1970年代以來,液核電流導致地球自轉速度增加。這意味著增加閏秒的頻率會降低,如果這種趨勢持續下去,則需要從UTC中刪除閏秒。研究發現,由於氣候變化,這種情況發生的時間可能比之前認為的要晚。繪製地球重力圖的衛星資料顯示,自1990年代初以來,由於格陵蘭島和南極洲的冰融化,大量物質從兩極向赤道移動,地球變得越來越扁平。就像旋轉的滑冰選手把手臂從身體向外伸展會減速、把手臂收回會加速一樣,遠離地球自轉軸的水流會放慢地球的旋轉速度。核心洋流和氣候變遷的最終結果仍然是地球的加速。但研究發現,如果沒有冰融化的影響,調整負閏秒的時間需要比現在預測的早3年。「人類活動對氣候變遷有著深遠的影響。延後閏秒只是例子之一。」香港理工大學的地球物理學家陳劍利說。延後閏秒將受到計量學家的歡迎。美國國家標準與技術研究所時間和頻率部門負責人Elizabeth Donley表示,閏秒已是一個“大問題”,因為在一個越來越依賴精確計時的社會中,閏秒會導致計算系統的重大故障。而前所未有的負閏秒可能會更糟,因為「現有的電腦程式碼都沒有考慮到這一點」。Agnew的論文有助於做出預測,但專家認為,何時需要負閏秒仍然存在很大的不確定性。Agnew希望氣候變遷對計時的影響會促使一些人採取行動。 「這是另一種方式,讓人們意識到氣候變遷是一件多麼重大的事情。」他說。