Étiquette : rotation de la Terre

Réchauffement climatique et vitesse de rotation de la Terre // Global warming and Earth’s rotation speed

Les scientifiques nous informent que la Terre tourne plus vite cet été, ce qui raccourcit légèrement nos journées. Le 10 juillet a été le jour le plus court de l’année jusqu’à présent, avec 1,36 milliseconde de moins en 24 heures. D’autres jours exceptionnellement courts étaient prévus les 22 juillet et 5 août, avec respectivement 1,34 et 1,25 milliseconde de moins en 24 heures.
C’est bien connu : la durée d’une journée correspond au temps nécessaire à la planète pour effectuer une rotation complète sur son axe : 24 heures ou 86 400 secondes en moyenne. En réalité, chaque rotation est légèrement irrégulière en raison de divers facteurs, tels que l’attraction gravitationnelle de la Lune, les variations saisonnières de l’atmosphère et l’influence du noyau liquide de la Terre. En conséquence, une rotation complète prend généralement un peu moins ou un peu plus de 86 400 secondes, un écart de quelques millisecondes qui n’a pas d’effet notable sur notre vie quotidienne. Cependant, ces écarts peuvent, à long terme, affecter les ordinateurs, les satellites et les télécommunications. C’est pourquoi même les plus infimes écarts sont mesurés à l’aide d’horloges atomiques, introduites en 1955.
Outre les facteurs mentionnés ci-dessus, la fonte des glaces doit également être prise en compte pour expliquer les variations de la rotation terrestre. Les scientifiques expliquent que le réchauffement climatique y contribue, mais de manière surprenante. Si le réchauffement climatique a des impacts négatifs considérables sur la Terre, il contribue également à contrecarrer les forces qui accélèrent la rotation de la Terre. Une étude publiée en 2024 dans la revue Nature explique comment la fonte des glaces de l’Antarctique et du Groenland se propage sur les océans et ralentit de ce fait la rotation de la Terre. Un chercheur a déclaré : « Si cette glace ne fondait pas, sans le réchauffement climatique, nous serions déjà en présence d’une seconde intercalaire négative, ou nous en serions très proches. » Des chercheurs suisses indiquent que le déplacement de masse de cette glace en train de fondre modifie non seulement la vitesse de rotation de la Terre, mais aussi son axe de rotation. Si le réchauffement se poursuit, son effet pourrait devenir significatif. D’ici la fin du siècle, dans un scénario pessimiste (où les humains continueraient d’émettre davantage de gaz à effet de serre), l’effet du réchauffement climatique pourrait dépasser celui de la Lune, véritable moteur de la rotation de la Terre depuis plusieurs milliards d’années.
Source : CNN via Yahoo News.

Calotte glaciaire du Groenland 

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Scientists are informing us that Earth is spinning faster this summer, making the days marginally shorter. July 10 was the shortest day of the year so far, lasting 1.36 milliseconds less than 24 hours. More exceptionally short days are coming on July 22 and August 5, currently predicted to be 1.34 and 1.25 milliseconds shorter than 24 hours, respectively.

The length of a day is the time it takes for the planet to complete one full rotation on its axis —24 hours or 86,400 seconds on average. But in reality, each rotation is slightly irregular due to a variety of factors, such as the gravitational pull of the moon, seasonal changes in the atmosphere and the influence of Earth’s liquid core. As a result, a full rotation usually takes slightly less or slightly more than 86,400 seconds, a discrepancy of just milliseconds that doesn’t have any obvious effect on everyday life. However these discrepancies can, in the long run, affect computers, satellites and telecommunications, which is why even the smallest time deviations are tracked using atomic clocks, which were introduced in 1955.

Beside the above-mentioned factors, melting ice should also be taken into account to explain the time variations in Earth’sotation. Scientists explain that global warming is also a contributing factor, but in a surprising way. While global warming has had considerable negative impacts on Earth, when it comes to our timekeeping, it has served to counteract the forces that are speeding up Earth’s spin. A study published in 2024 in the journal Nature details how ice melting in Antarctica and Greenland is spreading over the oceans, slowing down Earth’s rotation. One researcher said : “If that ice had not melted, if we had not had global warming, then we would already be having a leap negative leap second, or we would be very close to having it.”

Swiss researchers indicate that the mass shift of this melting ice is not only causing changes in Earth’s rotation speed, but also in its rotation axis. If warming continues, its effect might become dominant. By the end of this century, in a pessimistic scenario (in which humans continue to emit more greenhouse gases) the effect of climate change could surpass the effect of the moon, which has been really driving Earth’s rotation for the past few billions of years.

Source : CNN via Yahoo News.

Le réchauffement climatique allonge les jours // Global warming is making days longer

Dans une note publiée le 14 mai 2024, j’écrivais que la rotation de la Terre semble ralentir. Cela est dû à l’intensification de la fonte des glaces au Groenland et en Antarctique, qui diminue la vitesse angulaire de la Terre. En effet, l’eau des pôles est redistribuée dans les océans,ce qui modifie le moment d’inertie de notre planète.

Une nouvelle étude publiée le 16 juillet 2024 dans les Actes de la National Academy of Sciences confirme cette situation, ajoutant que « l’impact du réchauffement climatique d’origine humaine est si important qu’il perturbe la notion de temps.» La fonte des glaces polaires causée par la hausse des températures modifie la vitesse de rotation de la Terre et augmente la durée de chaque journée, une tendance qui devrait s’accélérer au cours de ce siècle car le réchauffement de la planète ne ralentit pas. Le changement est minime – quelques millisecondes par jour – mais dans notre monde de haute technologie et hyperconnecté, cela a un impact important sur les systèmes informatiques sur lesquels nous nous appuyons, y compris le GPS.
Le nombre d’heures, de minutes et de secondes que compte chaque journée sur Terre est dicté par la vitesse de rotation de notre planète, qui est influencée par un ensemble complexe de facteurs. Il s’agit notamment des processus dans le noyau fluide de la Terre, de l’impact de la fonte d’immenses glaciers après la dernière période glaciaire, ainsi que de la fonte des glaces polaires due au réchauffement climatique.
Depuis des millénaires, la Lune joue un rôle majeur, augmentant la durée d’une journée de quelques millisecondes par siècle. En effet, la Lune exerce une attraction sur la Terre, ce qui provoque le gonflement des océans et ralentit progressivement la rotation de la Terre.
Les scientifiques ont déjà établi des liens entre la fonte des glaces polaires et des journées plus longues, mais la nouvelle étude montre que le réchauffement climatique a une plus grande influence sur le temps que l’ont montré des études récentes. Tout se passe comme suit : à mesure que nous réchauffons la planète, les glaciers et les calottes glaciaires fondent et l’eau de fonte s’écoule des pôles vers l’équateur. Cela modifie la forme de la planète, l’aplatissant aux pôles et la rendant plus bombée en son milieu, ce qui ralentit sa rotation. Le processus est souvent comparé à un patineur sur glace. Lorsqu’il ramène ses bras vers son corps, il tourne plus vite. Mais s’il les écarte, sa rotation ralentit.
L’équipe qui a réalisé la dernière étude, composée de scientifiques internationaux, a pris en compte une période de 200 ans, entre 1900 et 2100. Les chercheurs ont utilisé des données d’observation et des modèles climatiques pour comprendre comment le réchauffement climatique a affecté la durée des journées dans le passé et comment cela a pu se prolonger par la suite. Ils ont constaté que l’impact du réchauffement climatique sur la durée de la journée a considérablement augmenté.
L’élévation du niveau de la mer a fait varier la durée d’une journée entre 0,3 et 1 milliseconde au 20ème siècle. Au cours des deux dernières décennies, l’augmentation de la durée de la journée est passée à 1,33 millisecondes par siècle, « une hausse nettement plus significative qu’à n’importe quel moment du 20ème siècle ».
Si le réchauffement des océans et l’accélération de la fonte des glaces au Groenland et en Antarctique se poursuivent, cette augmentation de la durée de la journée va s’accélérer. Si le monde ne parvient pas à maîtriser les émissions de gaz à effet de serre, le réchauffement climatique pourrait augmenter la durée d’une journée de 2,62 millisecondes d’ici la fin du siècle, dépassant ainsi l’ impact naturel de la Lune.
Quelques millisecondes supplémentaires par jour sont imperceptibles pour les humains, mais cela a un impact sur la technologie. Des mesures précises du temps sont essentielles pour le GPS, ainsi que pour d’autres systèmes de communication et de navigation. Ils utilisent un temps atomique très précis, basé sur la fréquence de certains atomes.
Source  : CNN via Yahoo Actualités.

La fonte des glaces polaires a un impact significatif sur la vitesse de rotation de la Terre (Photo : C. Grandpey)

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In a post published on May 14th, 2024, I indicated that Earth’s rotation appears to be slowing down. This is due to the increased melting of ice in Greenland and Antarctica which is decreasing the Earth’s angular velocity. This is because water from the poles is being redistributed throughout the oceans, thereby changing our planet’s moment of inertia.

A new research published on July 16th, 2024 in the Proceedings of the National Academy of Sciences confirms this situation, adding that « the impacts of human-caused global warming are so overwhelming they are actually messing with time. » Polar ice melt caused by global warming is changing the speed of Earth’s rotation and increasing the length of each day, in a trend set to accelerate over this century as humans continue to warm our planet. The changes are small — a matter of milliseconds a day — but in our high-tech, hyperconnected world have an important impact on computing systems we have come to rely on, including GPS.

The number of hours, minutes and seconds making up each day on Earth are dictated by the speed of the Earth’s rotation, which is influenced by a complex knot of factors. These include processes in the planet’s fluid core, the ongoing impact of the melting of huge glaciers after the last ice age, as well as melting polar ice due to global warming.

For millennia, the impact of the moon has dominated, increasing the length of a day by a few milliseconds per century. The moon exerts a pull on Earth causing the oceans to bulge towards it, gradually slowing Earth’s rotation.

Scientists have previously made connections between polar ice melt and longer days, but the new research suggests global warming is a bigger influence on time than recent studies have shown. It works like this: As humans warm the world, glaciers and ice sheets are melting, and that meltwater is flowing from the poles toward the equator. This changes the planet’s shape, flattening it at the poles and making it bulge more in the middle, slowing its rotation. The process is often compared to a spinning ice skater. When the skater pulls their arms in towards their body, they spin faster. But if they move their arms outwards, away from their body, their spin slows.

The team of international scientists who made the study looked at a 200-year period, between 1900 and 2100, using observational data and climate models to understand how global warming has affected day length in the past and to project its role in future. They found the impact of global warming on day length has increased significantly.

Sea level rise caused the length of a day to vary between 0.3 and 1 milliseconds in the 20th century. Over the past two decades, however, the scientists calculated an increase in day length of 1.33 milliseconds per century, “significantly higher than at any time in the 20th century.”

If the warming of the oceans and the acceleration of ice loss in Greenland and Antarctica continue, the rate of change is set to soar. If the world is unable to rein in emissions, global warming could increase the length of a day by 2.62 milliseconds by the end of the century, overtaking the natural impacts of the moon.

A few milliseconds of additional time a day may be imperceptible to humans but it has an impact on technology. Precise timekeeping is vital for GPS, as well as other communication and navigation systems. These use highly precise atomic time, based on the frequency of certain atoms.

Source : CNN via Yahoo News.

Fonte des glaces et mesure du temps sur Terre // Melting ice and measuring time on Earth

Pendant des siècles, pour mesurer le temps, l’être humain s’est basé sur la rotation de la Terre. Une rotation complète correspond à une journée de 24 heures, chaque heure contient 60 minutes, et chaque minute 60 secondes. La seconde était ainsi définie jusqu’en 1967. Mais il existe depuis cette date un autre système pour mesurer le temps, basé sur l’heure donnée par les horloges atomiques. Des technologies telles qu’Internet, le GPS et les réseaux de téléphonie mobile dépendent des signaux horaires extraordinairement précis de ces horloges.
Ces horloges atomiques définissent la seconde en termes de fréquence de la lumière impliquée dans une transition spécifique dans le césium atomique. La définition a été choisie de telle sorte que 86 400 secondes atomiques correspondent très étroitement à la durée d’un jour sur Terre – ce qui est la définition traditionnelle de la seconde. Cependant, la correspondance n’est pas exacte. Entre 1970 et 2020, la durée moyenne d’une journée sur Terre (la période de rotation de la Terre) était d’environ 1 à 2 ms plus longue que 86 400 s. Cela signifie que toutes les quelques années, un écart d’une seconde se crée entre le temps mesuré par la rotation de la Terre et le temps mesuré par une horloge atomique.
Depuis 1972, cet écart a été corrigé par l’insertion de 27 secondes intercalaires dans le temps universel coordonné (UTC). Ce processus de correction est compliqué par le fait que divers facteurs font varier la période de la Terre sur plusieurs échelles de temps différentes. Ainsi, des secondes intercalaires sont insérées lorsque cela est nécessaire, et non selon un calendrier régulier comme les années bissextiles. Neuf secondes intercalaires ont été insérées entre 1972 et 1979, par exemple, mais aucune n’a été insérée depuis 2016.
Depuis 2020 environ, la période moyenne de la Terre est tombée en dessous de 86 400 s. En d’autres termes, la rotation de la Terre semble s’accélérer. Cela est dû à l’intensification de la fonte des glaces au Groenland et en Antarctique, qui diminue la vitesse angulaire de la Terre. En effet, l’eau des pôles est redistribuée dans les océans,ce qui modifie le moment d’inertie de notre planète. Le moment cinétique étant conservé, ce changement entraîne une diminution de la vitesse angulaire. Cela retardera de trois ans la nécessité d’une seconde intercalaire négative. Une seconde intercalaire négative pourrait être nécessaire en 2029, mais elle pourrait être l’une des dernières car les métrologues ont décidé de supprimer la correction de la seconde intercalaire en 2035.
Source  : Médias d’information scientifique comme physicsworld.

Glaciers au Groenland Photo: C. Grandpey

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For centuries, to measure time, humans relied on the rotation of the Earth. A full rotation corresponds to a 24-hour day, each hour contains 60 minutes, and each minute 60 seconds. The second was thus defined until 1967. But since then there has been another system for measuring time, based on the time given by atomic clocks. Technologies such as the Internet, positioning systems and mobile-phone networks depend on the clocks’ extraordinarily  accurate time signals.

These atomic clocks define the second in terms of the frequency of light that is involved in a specific transition in atomic caesium. The definition was chosen so that 86,400 atomic seconds corresponds very closely to the length of a day on Earth – which is the traditional definition of the second. However, the correspondence is not exact. Between 1970 and 2020, the average length of a day on Earth (the period of Earth’s rotation) was about 1–2 ms longer than 86,400 s. This means that every few years, a second-long discrepancy builds up between time as measured by Earth’s rotation and time measured by an atomic clock.

Since 1972 this deviation has been corrected by the insertion of  27 leap seconds into co-ordinated universal time (UTC). This correction process is complicated by the fact that various factors cause Earth’s period to vary on a number of different time scales. So leap seconds are inserted when needed – not according to a regular schedule like leap years. Nine leap seconds were inserted in 1972–1979, for example, but none have been inserted since 2016.

Since about 2020 Earth’s average period has dipped below 86,400 s. In other words, Earth’s rotation appears to be speeding up. This is due to the increased melting of ice in Greenland and Antarctica which is decreasing the Earth’s angular velocity. This is because water from the poles is being redistributed throughout the oceans, thereby changing our planet’s moment of inertia. Because angular momentum is conserved, this change results in a decrease in angular velocity. This will postpone the need for a negative leap second by three years. A negative leap second could be needed in 2029, but it could be one of the last because metrologists have voted to get rid of the leap-second correction in 2035.

Source : Scientific news media like physics world.

https://physicsworld.com/