地球自转正在变慢，但最近又变快了

一天正在变长。只不过变长的速度慢到你感觉不到：大约每 100 年长 2 毫秒。真正有意思的是，这辆刹车踩了几十亿年的车，最近几年突然开始加速了。

月亮在踩刹车

地球自转变慢的元凶是月亮。月球的引力在地球表面拉出两个潮汐隆起——一个朝向月球，一个在背面。地球自转时，地壳转得比隆起快，隆起像刹车片一样拖着海洋和地壳，摩擦把地球的转动能量一点点耗掉，转移到了月球的轨道上。

结果是双向的：地球越转越慢，月球越离越远，每年远离约 3.8 厘米。按潮汐摩擦单独算，一天每 100 年该变长约 2.3 毫秒。

可实际测出来的数字比这慢。从公元前 720 年至今的古代日食记录算出，一天每 100 年只变长约 1.7 毫秒。差的那部分，是因为冰川融化后地壳回弹等因素在反向抵消——地球内部并不是只有月亮一个玩家。

一天曾经只有 19 小时

把时钟拨回十几亿年前，一天只有约 19 小时。而且在接下来的近十亿年里，一天几乎一直停在 19 小时左右：太阳大气潮汐往前推、月球海洋潮汐往后拉，两边恰好抵消，谁也赢不了。

直到大约 10 亿年前，平衡被打破，月球潮汐占了上风，一天才开始稳步变长。珊瑚化石的生长纹和潮汐韵律层像年轮一样记下了这段历史：数一数化石上一年的纹路，就知道那时候一年有多少天、一天有多长。

最近的反常加速

按说一天只会越来越长，可从 2020 年起，地球反常地越转越快，不断刷新原子钟时代的最短日纪录：2022 年 6 月 29 日短了约 1.59 毫秒，2024 年 7 月 5 日短了约 1.66 毫秒，2025 年 7 月也有几天短了 1.3 毫秒以上。

加速的原因还没完全搞清楚，目前认为有几个：固体内核从 2010 年前后开始相对地表转慢了，根据角动量守恒，地表就得转快一点补回来；冰川融化后地壳回弹，把质量往地轴方向挪，也会让自转变快；还有地核与地幔之间复杂的耦合。这些因素叠加在一起，短期内压过了月亮的刹车。固体内核的快慢变化被认为是约 70 年摆动周期的一部分。

负闰秒与气候：意想不到的关联

如果加速持续下去，UTC 可能需要一个“负闰秒”——也就是从时间里扣掉 1 秒，这在历史上从未发生过。加州大学圣地亚哥分校的邓肯·阿格纽 2024 年在《自然》杂志上发表论文指出，按当时的加速趋势，负闰秒可能在 2026 年前后就需要；但极地冰盖融化把质量推向赤道、拖慢了地球自转，又把这个时间点推迟到了约 2029 年。全球变暖可能让负闰秒根本用不上。

气候对自转的影响已经可以测量：20 世纪气候因素让一天每百年变长 0.3–1.0 毫秒，2000 年后加速到每百年 1.33 毫秒；如果按高排放情景发展，到 2100 年，仅气候因素就能让一天每 100 年变长约 2.6 毫秒，第一次超过月亮潮汐的影响。

不过，2026 年国际计量大会已经决定：UTC 从 2027 年 5 月 20 日起改为连续制，不再插闰秒。负闰秒这道难题，很可能在它出现之前就被规则本身取消了。

要点小结

  • 月亮的潮汐摩擦在给地球踩刹车：地球越转越慢，月球每年远离约 3.8 厘米；一天每 100 年约变长 2 毫秒。
  • 大约 14 亿年前，一天只有约 19 小时，且在近十亿年里几乎停在 19 小时，太阳潮汐与月球潮汐恰好抵消。
  • 2020 年起地球反常加速，不断刷新最短日纪录（2024 年 7 月 5 日短约 1.66 毫秒），原因包括地核转慢、地壳回弹等，尚未完全搞清。
  • 按 2024 年的研究，负闰秒可能在约 2029 年前后需要，但冰川融化正在推迟它；2027 年起 UTC 改为连续制，闰秒制度本身将被取消。

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最后更新：2026 年 11 月 6 日
事实来源：国际地球自转服务（IERS）地球自转参数；邓肯·阿格纽 2024 年《自然》论文《全球变暖推迟了全球计时问题》；timeanddate 最短日记录；美国国家航空航天局地球自转科普。

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