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地球自转为什么没有变慢

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如果地球在自转,大气和地面的质量显然不同,自转速度也不会相同,那么地面和大气之间应存在摩擦,根据热力学第二定律,地球自转理应逐渐变慢,为什么地球自转实际上没有变慢?


IP属地:吉林来自Android客户端1楼2025-01-01 12:05回复
    你的意思是,你认为所谓的大气是突然在某一刻以绝对静止的方式突然间生成在地球周围,并且又有某种神秘的力量在拖拽它、完全禁止它跟上地球的自转,使其可以无限制地消耗角动量?或许你应该重新想想它凭什么就应该“自转速度不相同”了。


    IP属地:福建来自Android客户端2楼2025-01-03 03:13
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      地球自转确实在减慢,恐龙时期一天好像只有23个小时。


      IP属地:山西来自Android客户端3楼2025-02-08 03:35
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        先问是不是再问为什么


        IP属地:山西来自Android客户端4楼2025-02-08 03:35
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          鹦鹉螺化石身轮显示之前一年四百天,现在一年鹦鹉螺只产生365条身轮


          IP属地:湖北来自Android客户端5楼2025-02-09 19:02
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            ### 1. **角动量守恒与系统内部的交换**
            - **角动量守恒**:地球和大气构成一个相对封闭的系统。虽然大气与地面摩擦会导致能量耗散(转化为热能),但根据角动量守恒定律,系统的总角动量并不会消失,而是可能在内部重新分配。例如,大气环流(如西风带或信风)会将角动量从地球传递到大气,或反之,导致地球自转速度的微小变化,但整体系统的总角动量保持平衡。
            - **地球的转动惯量巨大**:地球的质量(约 \(6 \times 10^{24}\ \text{kg}\))远大于大气质量(约 \(5 \times 10^{18}\ \text{kg}\))。即使大气与地面存在摩擦,地球的转动惯量极大,微小的角动量变化对自转速度的影响几乎可以忽略不计。
            ---
            ### 2. **能量耗散与热力学第二定律的适用性**
            - **能量转化而非角动量损失**:热力学第二定律指出能量转换会伴随熵增(如机械能转化为热能),但这不直接等同于角动量的减少。摩擦确实会耗散能量,但角动量是否减少取决于是否存在外部扭矩。在封闭系统中,角动量可能通过内部交换保持守恒。
            - **实际观测到的能量耗散效应**:潮汐摩擦(由月球引力引起的地球形变)是地球自转减慢的主要因素,而非大气摩擦。潮汐作用导致地球自转周期每世纪增加约 **1.7 毫秒**,而大气摩擦的影响仅为这一数值的约 **1%**。
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            ### 3. **地球自转速度的实际变化**
            - **长期趋势的微小性**:地球自转确实在逐渐变慢,但速率极其缓慢(约每百年增加 1-2 毫秒),需数亿年才能积累显著变化(如恐龙时代的一天约 23 小时)。这种减速主要由潮汐摩擦主导,而非大气摩擦。
            - **短期波动的复杂性**:地球自转速度还受其他因素影响,如地核-地幔角动量交换、冰川融化导致的质量重新分布、地震等。这些因素可能掩盖或抵消大气摩擦的微小效应。
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            ### 4. **大气与地面的实际相对运动**
            - **科里奥利效应与环流平衡**:大气并非完全随地球自转同步运动。例如,赤道附近的信风和西风带是大气环流的结果,但这些运动通过科里奥利力与地球表面达成动态平衡,实际相对速度差异较小,导致摩擦效应有限。
            - **边界层效应**:近地面大气(边界层)因湍流和地形摩擦确实存在速度差,但其影响范围仅限于地表附近,对地球整体的角动量影响微弱。
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            ### 5. **反驳原观点的逻辑漏洞**
            - **混淆能量与角动量**:原观点错误地将热力学第二定律(能量耗散)等同于角动量损失。实际上,能量耗散不必然导致角动量减少,除非存在外部扭矩(如潮汐力)。
            - **忽视系统内部补偿机制**:地球-大气系统可通过内部角动量交换(如大气角动量向赤道集中)抵消局部摩擦效应,维持整体自转稳定性。
            ---
            ### 结论
            地球自转确实因摩擦(主要是潮汐作用)而缓慢变慢,但大气摩擦的贡献微乎其微。原观点忽略了角动量守恒、系统内部补偿机制以及地球巨大转动惯量的影响,错误地将能量耗散等同于角动量损失。实际观测到的自转变化与理论预测一致,但需以地质时间尺度衡量,而非人类日常感知的范畴。


            IP属地:湖北来自Android客户端6楼2025-02-09 19:04
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              IP属地:吉林来自Android客户端7楼2025-02-09 20:31
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