Should we expect further acceleration of the Earth’s rotation in the coming years?

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Recently, it was suggested in the literature that the difference between universal and coordinated time UT1–UTC could reach a large positive value in the coming years (Agnew 2024). This would make it necessary to introduce a negative leap second into UTC for the first time in history, which in turn will cause serious problems in time keeping and synchronization systems around the world. Based on the latest Earth’s rotation and Universal Time data published by the International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) and their prediction, this paper shows that the acceleration trend observed over the past four years is likely to return to slowing down soon. Therefore, fears about the possible need to introduce a negative leap second into the UTC time scale in the next few years in the light of recent observational data seem unfounded.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Z. M. Malkin

Pulkovo Observatory

Author for correspondence.
Email: malkin@gaoran.ru
Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. D.D. McCarthy, IEEE, Proc. ISSN 0018-9219 79, 915 (1991).
  2. В.Е. Жаров, Сферическая астрономия (Фрязино: Изд-во Век 2, 2006) .
  3. IERS Conventions (2010), edited by G. Petit and B. Luzum; IERS Technical Note No. 36 (Frankfurt am Main: Verlag des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie, 2010).
  4. B. Guinot and E. Felicitas Arias, Metrologia 42(3), S20 (2005).
  5. R.A. Nelson, D.D. McCarthy, S. Malys, J. Levine, B. Guinot, H.F. Fliegel, R.L. Beard, and T.R. Bartholomew, Metrologia 38(6), 509 (2001).
  6. G. Panfilo and F. Arias, Metrologia 56(4), id. 042001 (2019).
  7. D.C. Agnew, Nature 628, 333 (2024).
  8. C. Bizouard, S. Lambert, C. Gattano, O. Becker, and J.Y. Richard, J. Geodesy 93(5), 621 (2019).
  9. R.D. Ray and S.Y. Erofeeva, J. Geophys. Res. Solid Earth 119(2), 1498 (2014).
  10. J.L. Le Mouël, F. Lopes, V. Courtillot, and D. Gibert, Phys. Earth and Planetary Interiors 292, 1 (2019).
  11. L. Zotov, C. Bizouard, N. Sidorenkov, A. Ustinov, and T. Ershova, J. Physics. Conf. Ser. 1705(1), id. 012002 (2020).
  12. В.М. Тиссен and З.М. Малкин, Вестн. СПбГУ. Сер. 1: Математика. Механика. Астрономия 8(66), 167 (2021).
  13. F.R. Stephenson, L.V. Morrison, and C.Y. Hohenkerk, Proc. Royal Soc. London. Series A 472(2196), id. 20160404 (2016).
  14. L.V. Morrison, F.R. Stephenson, C.Y. Hohenkerk, and M. Zawilski, Proc. Royal Soc. London. Series A 477(2246), id. 20200776 (2021).
  15. D.D. McCarthy and B.J. Luzum, Bull. Geodesique 65(1), 22 (1991).
  16. B.J. Luzum, J.R. Ray, M.S. Carter, and F.J. Josties, GPS Solutions 4(3), 34 (2001).
  17. N. Stamatakos, M. Davis, and N. Shumate, in: Proc. of the Journees 2019 Astrometry, Earth Rotation, and Reference Systems in the GAIA era, held 7–9 October 2019 in Observatoire de Paris, Paris, France, edited by C. Bizouard, pp. 99 (2020).
  18. IERS Annual Report 2019, edited by W.R. Dick and D. Thaller, Intern. Earth Rotation and Reference Systems Service, Central Bureau (Verlag des Bundesamts für Kartographie und Geodäsie, Frankfurt am Main, 2023).
  19. Z. Malkin and E. Skurikhina, Comm. Institute Appl. Astronomy RAS 93, 1 (1996), arXiv:0910.3336 [physics.geo-ph].
  20. L. Zotov, C. Bizouard, and N. Sidorenkov, in: Proc. of the 19th Annual Meeting of the Asia Oceania GeosciencesSociety (AOGS 2022) (World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2023), pp. 153.
  21. Resolution 4 of the 27th CGPM (2022) On the use and future development of UTC, https://www.bipm.org/en/cgpm-2022/resolution-4/.
  22. The future of Coordinated Universal Time, edited by D. Bogdan-Martin, ITU News Magazine № 2(2023) (2023), https://www.itu.int/en/itunews/Documents/2023/2023-02/2023_ITUNews02-en.pdf.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. IERS C04 UT1–UTC series.

Download (141KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Results of approximation of TAI–UT1 variations (in seconds) for the period 1962–2024. The left column corresponds to the approximation by a polynomial of degree 2 to 6 (the order of the polynomial is indicated in the captions to the graphs), the right column corresponds to the approximating model consisting of a polynomial of degree 2 to 6 and four harmonics. In each column, the graphs show: at the top - a comparison of the IERS C04 series with the approximating model, in the center - the differences between the model and observations, at the bottom - the last 7 years of data from the graphs of the upper row extrapolated to 2030. In the lower graphs, the dotted line indicates the approximate threshold value of TAI–UT1 (36.3 s) for making a decision on introducing a negative leap second.

Download (385KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The last 7 years of the IERS C04 universal time series as TAI–UT1 (upper panel) and UT1–UTC (lower panel) with the USNO annual forecast, the author’s (ZM) two-year forecast, and the forecast from [7]. The brown line corresponds to the approximating model described by formula (2). The dotted lines indicate the approximate threshold values ​​of TAI–UT1 (36.3 s) and UT1–UTC (0.7 s) for making a decision to introduce a negative leap second.

Download (204KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 The Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».