水力發電為什麼會影響地球自轉速度?一天不足24小時,問題在哪?

目前世界上,每年的水電資源可利用量約為

40000~50000億千瓦時

,完全可以滿足整個地球的用電需求。而在享受水能帶來便利的同時,對於水力的利用也給地球帶來了許多影響。比如巨大的水庫可能引起地表活動,水利工程建設影響魚類生存。

甚至,連水電站都在真實地影響著地球的自轉速度。

水力發電為什麼會影響地球自轉速度?一天不足24小時,問題在哪?

地球之所以要自轉,是因為它具有一個角動量,至於這個角動量是從哪裡來的,那需要追溯到太陽系形成之初了。我們只需要知道一點,

這個自轉動量是守恆的,等於轉動慣量乘以自轉角速度,是一個定值。

而轉動慣量通俗點理解,可以把它當成旋轉體的質量分佈情況,兩個質量相同,形狀不同的陀螺,即便給予它們同樣的角動量,它們也不會具備同樣的自轉速度。就是由於它們質量分佈是不同的,所以地球自轉速度發生變化,也是由於轉動慣量的改變。而其中,

水壩的修建就是一個重要因素。

水力發電為什麼會影響地球自轉速度?一天不足24小時,問題在哪?

根據國際大壩委員會的統計,截止到2020年4月,全球已經登記大壩數量為

58713座

。這並非是一個小數字,要知道,幾乎所有的河流,都是從高緯流向低緯的,赤道是它們最終的歸宿,而水壩就意味著截留。

試想,五萬多條的河流被阻斷,大量的水都被留在了高緯地區,地球質量分佈自然會發生改變。因此,轉動慣量就會增大,自轉速度也就相對應著降低。

水力發電為什麼會影響地球自轉速度?一天不足24小時,問題在哪?

根據英媒《Time and Date》報道,2020地球自轉速度達到了1960年以來的最高速,在此之前,有記錄的最短一天是2005年7月5日,

比正常一天的86400秒少了1.0516毫秒

而2020一年,就打破了這一記錄8次,並且這一趨勢還有進一步延續的趨勢。根據科學家預計,2021年一整年,

原子鐘將累計慢整整19毫秒

,而

修建大壩

這樣的人為因素,就是自轉加快的重要原因之一。

水力發電為什麼會影響地球自轉速度?一天不足24小時,問題在哪?

那麼,自轉速度的加快,對我們的日常生活有影響嗎?

短期來看,這幾毫秒的變化

不會帶來什麼實質性的影響

。但試想一下,

有朝一日,地球自轉速度會增加到現在的兩倍呢?

水力發電為什麼會影響地球自轉速度?一天不足24小時,問題在哪?

首先,

海水會向赤道彙集,兩極海平面下降,企鵝和北極熊會第一個遭殃。其次,自轉速度的加倍,不僅颱風海嘯更加頻繁,板塊移動帶來的大地震也會一個接著一個,哪怕是沒有上述“不可抗力”。到時候人類可能不得不向火星遷徙了,僅僅是晝夜加快帶來的時間體系崩盤,也會引發不少社會問題。

其實就長遠來看,地球自轉速度應該是變慢而非變快的,這是由於地球和月球之間存在一種

“潮汐鎖定”現象

水力發電為什麼會影響地球自轉速度?一天不足24小時,問題在哪?

地球上的

潮汐現象是因為月球引力的存在

,而潮汐過程中的各種摩擦是會消耗地球自轉能量的,久而久之地球自轉就會變慢,這個速度大概是一年0。5秒。然而,由於包括人類活動在內的各種因素影響,近幾年地球自轉速度反而加快了,其實也是對於人類的一種警示,人類對於自然的改造,是否早已越過了了平衡的紅線。

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