地球自转速度随其年龄增长呈反比例单支双曲线衰减

基于地球现今年龄、历时年龄与地球自转速度三者之间的关系提出地球自转速度表达式为:ωx=Aωq/(A-Tx) 。该式显示地球自转速度(ωx)与地球历时年龄(A?Tx)呈反比例变化,即:随年龄增长地球自转速度减慢,相应地,地球的日长增加。该式所对应的图像为反比例函数在第一象限的单支双曲线,它可划分为三大区段(其第II区段可分为两个亚区段),分别对应了地球自转速度衰减的三个阶段,并可进一步区分出12个可能的地球自转速度半衰期。在距今4282Ma时,赤道自转速度已经衰减到第一宇宙速度之下,此为水成变质岩的年龄值上限。元古代半衰期和显生代半衰期的计算结果可得到化石生长线证据的验证,其余结果有待发现古老日长的可靠数据来校验。地球的历时年龄与该年龄时的自转速度之积为常数,称地球自转行程常数。本文还计算了未来两个时间点的日长,预测209.6 Ma后地球日长可达25小时。

地球自转与北半球中纬度地面温度的年代际关系及其可能物理过程分析

利用地球日长(LOD)资料和美国环境预报中心/国家大气研究中心(NCEP/NCAR)的气象要素资料,统计分析发现1962—2010年LOD的变化和北半球中纬度地面温度均存在明显的十年以上的波动周期.相关分析、合成分析等统计方法均检测到LOD与中纬度地面温度的显著负相关关系,当地球自转速率加快时,北半球中纬度地面增温;反之,中纬度地面降温.小波功率谱和交叉谱分析则确定二者的相互关系属于准20年周期尺度上的年代际变化联系,并且LOD的变化超前于地面温度的变化大概3~4年.平均而言,LOD的变化可带来中纬度地面温度0.2℃的降温(或增温).通过对大气相对角动量、纬向风场、海平面气压场的年代际合成分析,揭示了LOD与地面温度的年代际联系形成的具体物理过程.当地球自转加速时,北半球高低纬度经向温差梯度减弱,热带地区向极地扩展,造成北半球中纬度地区地面增温;地球自转减速时段相反,经向温差梯度增强,热带地区向赤道收缩,中纬度地区地面降温.