我們知道地球上太陽東升西落的一天就是地球自轉了一周。其實太陽在黃道上運行的速度並不均勻，又因黃道和天赤道不在同一平面內，所以一年中真太陽日的長短是不一樣的，用它來計時並不方便。在天文學中為了彌補這一缺陷，就假想有一天體在天球赤道上以勻速由西向東運行；此速度等於太陽在黃道上運行的平均速度。這個假想的天體，稱為「平太陽」。在一年內真太陽日的平均值我們叫平太陽日。在1960 年以前，世界度量衡標準會議（CIPM）以地球自轉為基礎，定義以平均太陽日之86400分之一作為秒定義，即 1秒 =1/86400 平均太陽日。然而地球自轉並不穩定，在過去的幾十年裡，地球的自轉速度其實是在不斷地減慢，在過去的50年裡，一個平太陽日的時間慢於24小時（即長於86400秒）。然而在2020年，這一長期存在的自轉變慢趨勢被逆轉了，現在一天的時長經常會短於86400秒。在2020年7月19日這一天，地球的時長比24小時整縮短了1.4602毫秒，這是有記錄以來地球經歷的最短的一天。科學家發現地球自轉存在不均勻性，主要歸納有三種變化：長期減慢，不規則變化和季節性周期變化。由於地球受月亮和太陽引力潮汐作用的影響，自轉速率呈現長期變慢趨勢。大家都知道，現在的日長是大約24小時。通過對珊瑚化石生長線的研究表明，在遠古的地質年代，地球自轉速率較快。3.7億年前的泥盆紀，一年約有400天；5.4億年前的寒武紀，一年約有420天。日長由寒武紀的不足21小時，逐漸變長到現在的24小時。這個長期趨勢還在持續，「日長」大約每百年會增加1.6毫秒左右。地球自轉速率除了長期減慢外，還存在著不規則變化，也稱為地球自轉速率的偶然性起伏。這種不規則變化似乎沒有一定的規律，有時變快，有時變慢。在幾十年或更長的時間跨度上，不規則變化和長期減慢變化的大小是同樣的量級；在幾年到十年期間的變化幅度，可能會達到長期變化的10幾倍；在幾個星期到幾個月期間的變化幅度，可能會達到長期變化的100倍。對產生地球自轉不規則變化的機制，目前並沒有一個普遍認可的定論。目前的一些力的變化，如太陽和月亮的引力、地面上的大氣、洋流等，都不足以引起地球自轉的不規則變化。現在天縱君（SKYLABS）可以看到的一種解釋是，比較激烈的變化是由於太陽風力矩或與地磁場耦合等因素引起的，事實上我們地球的磁場方向也是在改變中的，這又與地核內部液體金屬流動有所關聯。
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