科学家发现,气候变化对时间的影响比之前想象的要大
根据一项新的研究,人类造成的气候变化的影响是如此巨大,以至于实际上是在扰乱时间。
周一发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一项研究称,全球变暖导致的极地冰融化正在改变地球自转的速度,增加每天的时长,随着人类继续排放导致地球升温的污染,这一趋势将在本世纪加速。
这些变化很小——每天几毫秒——但在我们这个高科技、高度互联的世界里,对我们已经开始依赖的计算系统(包括GPS)产生了重要影响。
这是人类对地球产生巨大影响的又一个迹象。“这证明了持续的气候变化的严重性,”美国宇航局喷气推进实验室的地球物理学家、报告作者苏伦德拉·阿迪卡里(Surendra Adhikari)说。
地球上每天的小时、分钟和秒数是由地球自转的速度决定的,而地球自转的速度又受到一系列复杂因素的影响。其中包括地球流体核心的过程,最后一个冰河时代后巨大冰川融化的持续影响,以及气候变化导致的极地冰融化。
然而,几千年来,月球的影响一直占据着主导地位,使一天的长度每世纪增加几毫秒。月球对地球产生拉力,导致海洋向月球膨胀,逐渐减慢地球的自转速度。
科学家们此前曾将极地冰融化与白昼变长联系起来,但新的研究表明,全球变暖对时间的影响比最近的研究显示的要大。
研究报告的作者、瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)空间大地测量学助理教授贝内迪克特·索亚(Benedikt Soja)说,在过去,气候变化对时间的影响“没有那么大”。
但这种情况可能正在改变。他告诉CNN,如果世界继续排放导致地球升温的污染,“气候变化可能成为新的主导因素”,超过月球的作用。
它是这样运作的:随着人类使世界变暖,冰川和冰盖正在融化,融化的水从两极流向赤道。这就改变了地球的形状——两极变平,中间变鼓——减慢了它的自转速度。
这个过程经常被比作旋转的溜冰者。当滑冰者将手臂向身体靠拢时,他们旋转得更快。但如果他们将手臂向外移动,远离身体,他们的旋转速度就会减慢。
这个由国际科学家组成的团队研究了从1900年到2100年的200年期间,利用观测数据和气候模型来了解气候变化如何影响过去的日长,并预测其在未来的作用。
他们发现,气候变化对白昼长度的影响显著增加。
在20世纪,气候变化导致的海平面上升导致一天的长度变化在0.3到1毫秒之间。然而,在过去的二十年里,科学家们计算出每世纪白昼长度增加1.33毫秒,“明显高于20世纪的任何时候,”报告称。
报告发现,如果使地球变暖的污染继续增加,海洋变暖,格陵兰岛和南极洲的冰流失加速,变化的速度将会飙升。如果世界不能控制排放,到本世纪末,气候变化可能会使一天的长度增加2.62毫秒——超过月球的自然影响。
“在短短200年内,我们将改变地球的气候系统,以至于我们正在目睹它对地球自转方式的影响,”Adhikari告诉CNN。
每天多出几毫秒的时间对人类来说可能是难以察觉的,但它对技术产生了影响。
精确的计时对于全球定位系统(GPS)以及其他通信和导航系统至关重要,每个拥有智能手机的人都会拥有GPS。它们使用基于某些原子频率的高精度原子时间。
从20世纪60年代末开始,世界开始使用协调世界时(UTC)来设置时区。UTC依赖于原子钟,但仍然与地球的自转保持同步。这意味着在某些时候需要增加或减少“闰秒”,以保持与地球自转一致。
研究报告的作者、苏黎世联邦理工学院的地球科学家穆斯塔法·吉亚尼·沙赫万迪(Mostafa Kiani Shahvandi)说,一些研究还表明,白昼长度的增加与地震的增加之间存在相关性。但这种联系仍然是推测性的,需要做更多的研究来确定任何明确的联系,他告诉CNN。
今年3月发表的一篇关于同一主题的论文得出结论,虽然气候变化正在日益减缓地球的自转,但地核的过程可能更重要,实际上正在加速地球的自转,缩短白天的长度。
他说:“我们所做的是走得更远一点,重新估计这些趋势。他们发现,任何来自熔融地核的影响都被气候变化所抵消。
加州大学圣地亚哥分校地球物理学教授、3月份研究报告的作者邓肯·阿格纽(Duncan Agnew)说,这项新研究仍然与他的研究相吻合,“而且很有价值,因为它将研究结果进一步延伸到未来,并研究了不止一种气候情景。”
东北大学(Northeastern University)的物理学助理教授杰奎琳·麦克利里(Jacqueline McCleary)没有参与这项研究,她说,这项新研究有助于为“长达数十年的争论提供信息,即气候变化究竟会在一天的长度变化中发挥什么作用”。
她告诉CNN,虽然现在人们普遍认为气候变化将“对白天产生净延长效应”,但影响时间的哪些过程将在本世纪占据主导地位仍不确定。她说,这项研究得出的结论是,气候变化现在是第二大主导因素。
苏黎世联邦理工学院的Soja说,这是一个发人深省的结论。“我们必须考虑到,我们现在对地球在太空中的方向影响如此之大,以至于我们正在主导已经存在了数十亿年的影响。”
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