海洋潮汐为何会拖慢地球自转
月球对地球朝向它那一侧的引力比对背面更强，海洋因此隆起。由于地球自转比月球公转更快，这些隆起会被稍稍拖到月球位置的前方。月球的引力又向后拉扯前方隆起，产生一个阻碍地球自转的力矩——这就是潮汐刹车[4][5]。同样的潮汐摩擦把角动量转移给月球，这也是月球以每年约3.8毫米的速度远离地球的原因[4]。
在任何一瞬间，这种效应都很小。一项建模研究预测，到2404年——也就是距今约400年后——一天的长度将增加约6.46毫秒，自转速度也会相应略微下降[4]。这只是几千分之一秒，日常生活中察觉不到，但用精密天文技术可以测量出来。
科学家如何把潮汐信号与天气等其他干扰分开
地球自转速度在许多时间尺度上都会波动，潮汐只是其中一个因素。在低于十年际的尺度上，一天长度的变化主要由纬向潮汐——即重新分配南北方向质量的潮汐分量——以及空气和水的运动主导[2]。为了分离出潮汐部分，研究人员会计算并扣除大气和海洋质量输送的影响，再把剩余信号与理论潮汐模型比较[2]。
这种校正很重要。在约32天以下的周期上，从一天长度的记录中同时扣除大气和海洋激发后，观测到的潮汐响应与模型预测的吻合程度最多提高了70%，并证实海洋的动态响应会带来随频率变化的影响[2]。换句话说，海洋对潮汐强迫的响应并不像简单的刚体；它延迟调整，在地球自转中留下了可检测的印记。
大气潮汐带来第二层较小的影响
大气也有潮汐。阳光以昼夜循环加热高层大气和地表，产生周期为24小时和12小时的大气潮汐，会轻微改变地球自转[3]。它们与月球和太阳引起的海洋潮汐不同，但会调制同一个自转信号。甚长基线干涉测量（VLBI）通过追踪遥远类星体来极高精度地测量地球取向，已经在预期水平上探测到大气潮汐效应[3]。
大气潮汐在地质时间尺度上也可能有影响。2024年的一项建模研究考察了在某些条件下，大气中的热潮汐能否抵消海洋和固体地球产生的刹车力矩，从而使一天的长度保持稳定——这是针对前寒武纪提出的一种情景。该模型表明，大气兰姆波（大尺度大气波模）中的共振可能放大热潮汐力矩，但应用于地球时，预测的显生宙共振太弱，无法实现自转平衡[1]。因此，大气潮汐确实存在且可测量，但根据现有证据，它们并不能推翻主导长期减慢的海洋潮汐刹车作用。
在长时间尺度上，潮汐的总效应有多大？
在数百年尺度上，潮汐减慢以一天长度增加几毫秒来衡量[4]。在地质时间尺度上，累积效应要大得多：远古时期的一天更短，而潮汐摩擦已经使一天变长了数亿年。约6.46毫秒的400年预测只是一个过程的快照，这个过程延续数百万年，累积起来可达数小时[4]。
确切速率取决于大陆和海洋的配置，因为海盆形状控制着潮汐摩擦把自转能量转化为热量的效率。2009年的研究量化了作用于地幔和海洋的潮汐力矩轴向分量所导致的一天长度增加速率[5]，而2022年的响应函数研究显示，海洋的动态响应使潮汐效应随频率变化，而不是一个固定数值[2]。对普通读者来说，实际结论是：潮汐是地球自转上一个持续、可测量的刹车——在人类时间尺度上很小，在地质尺度上则具有决定性。
本文引用的文献
中性层结大气中的热潮汐：重新审视地球前寒武纪的自转平衡
一个关于中性层结大气中热潮汐的模型预测，地球显生宙大气中存在兰姆共振，但其振幅不足以抵消相反的海洋和固体地球力矩并实现自转平衡。
地球自转对纬向潮汐势的响应函数
从32天以下的一天长度记录中同时扣除大气和海洋激发后，观测到的潮汐响应函数与模型预测的吻合程度最多提高了70%，并证实了海洋动态响应随频率变化。
用VLBI观测地球自转中的大气潮汐
VLBI观测在预期水平上探测到大气潮汐对地球自转的影响，并且此前报道的周日S1极移项差异从约10微角秒减小到5微角秒。
月球远离对地球自转、日食和气候的长期影响：一项400年预测
潮汐摩擦使月球以每年约3.8毫米的速度远离地球，并预计到2404年使一天延长约6.46毫秒，略微减慢地球自转。
地幔和海洋潮汐对地球自转速率的影响
作用于地幔和海洋的潮汐力矩轴向分量产生可测量的一天长度增加速率。