时间系统的发展,经历了从天文时发展到原子时的过程。天文时是指观测天文现象,也就是日月星辰等天体的周期性运动得到的时间,地球自转而瓦解的最小周期,包括上面提到的世界时和历书时。原子时指的则是利用原子钟,以原子吸收或释放能量时发出的电磁波为基准得到的时间。
原子时萌芽于20世纪40年代末期,诞生于20世纪50年代初期。1967年,第十三届国际计量代表大会决定,将秒的定义从天文秒改为原子秒,即将铯原子零场基态超精细跃迁的9192631770个周期所持续的时间定为1秒,称作原子秒,并将1958年1月1日0点0分0秒作为原子时的计时起点,从而开创了以微观量子跃迁为计时标准的新时代。
翟浩表示,原子钟常用的元素有铯、铷、氢以及碱土金属等。由于这类原子具有非常高精度的能级跃迁,因此其输出的电磁波非常稳定。一系列的精密仪器控制这些电磁波,使得原子钟的计时非常准确。典型的铯原子束频标的准确度为10-14量级,比宏观计时的天文时准确度高了数个数量级。如此准确的原子时,为天文、航海、航天等领域的发展提供了强而有力的保障。
世界时与地球自转关系密切,地球自转加快,则世界时加快,地球自转减慢,则世界时减慢。因此,随着时间的迁延,原子时和世界时两种时间尺度的差距将会越来越大。
地球自转一圈大概是一天,即地球自转周期:23时56分4秒。地球绕自转轴自西向东的转动。地球自转是地球的一种重要运动形式。地球自转:地球绕自转轴自西向东的转动,从北极点上空看呈逆时针旋转,从南极点上空看呈顺时针旋转。
目前国际通用的标准时间叫做协调世界时(UTC),它是以原子时的秒长为基础,在时刻上尽量接近于世界时的一种国际时间计量系统。每当原子时和世界时两者之差逐年积累达到0.9秒时,协调世界时就通过正负1闰秒的方式弥补误差,同时保持时间尺度的均匀。
地球自转短期加快但长期减缓
中国科学院国家天文台研究员平劲松表示,伴随着地球的动力学演化,地球自转从几十亿年前开始就有减缓趋势。研究表明,最近的减缓速率约为每世纪2毫秒。地月引力的固体潮汐拖拽作用,减慢了地球自转。
地球的自转一周,它相对于太阳的位置而言,每24小时旋转一周;相对于恒星的位置而言,每23小时56分4秒旋转一周。地球公转一周,大致是一“年”。一般来说空出的一天是闰年,而闰年多出去的一天要多算0.0078天,每
根据原子钟的精确测量结果,今年地球越转越快,一天的时间变短了。平劲松强调,事实上,近半个世纪以来,地球自转在长期放缓的趋势下,有着短周期的起伏,即地球加速旋转。
比如,2020年出现了28个最短地球日。其中2020年7月19日,地球以24小时差1.47毫秒自转一周,创下当年的最短地球日纪录;在2022年6月29日,这一纪录被打破。
钱德勒摆动的机制是百年难题
钱德勒摆动是地球自转轴的摆动,由美国天文学家塞斯·卡洛·钱德勒于1891年通过天文观测发现,摆动幅度在地球表面为3—9米,摆动周期约14个月。
地球自转一周是23小时56分4秒,但是由于同时也要公转,所以一昼夜是24小时,即还需要多转3分56秒的时间才是一昼夜。地球 自转的周期 1、真正周期 地球自转的周期是一个恒星日,目前其值为23时56分4秒。但是近年来地。
“钱德勒摆动不直接导致地球自转加速。”北京大学特聘副研究员杨翼表示,二者有一定的相关性,但是二者之间的因果性还不太明确。其实,地球系统内部的物质迁移和角动量交换,均可导致地球自转轴的位置和自转的速率发生变化。
地球自转是地球的一种重要运动形式,自转的平均角速度为 4.167×10度/秒,在地球赤道上的自转线速度为465米/秒。地球自转一周耗时23小时56分,约每隔10年自转周期会增加或者减少千分之三至千分之四秒。
地球是不均匀椭球体这一特征,被视为导致钱德勒摆动的原因之一。但事实上,钱德勒摆动作为地球摆动的一部分,其激发机制是地球科学界的百年难题。科学家们提出了潮汐作用、与液态地核的动量交换、大地震等机制,也会导致钱德勒摆动。此外,科学家发现钱德勒摆动的幅度,还与大气层、海洋等有关。
美国航天局喷气推进实验室的研究者曾提出,钱德勒摆动是由大气层和海洋运动耦合驱动导致的。他们的电脑模拟显示,海底的压力波动占总驱动的三分之二。但是至少到目前为止,还没有哪种运动能固定驱动钱德勒摆动。
杨翼介绍,科学家们成立了国际地球自转服务协会,其任务之一就是定期测量地球自转轴的指向,监测钱德勒摆动。由于钱德勒摆动是地球自转轴在地表的摆动,这样就会引起地球纬度的变化。国际上早在1899年成立了国际纬度观测所,长期监测纬度变化来获取钱德勒摆动信息。我国天津纬度站、上海佘山天文台等机构均参与了该国际计划。