我的认识与杨学祥教授的极冰研究对立了？

张学文，20190530

2007年我写过两个涉及冰川消失的博客 ：

1.     极冰如果消失，一天的长度就增加1/4秒

http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-7369.html 

2.       极冰消失使地球自转变慢的估算

http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-9001.html

今天看到杨学祥教授的博客认为：是为什么地球大冰期对应地球自转减慢? http://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1182047.html

现在，20190530，看来我们的认识对立了，是吗？

我的分析有错误吗？欢迎各位议论并且帮助分析！

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下面附上我过去的两个博客内容

极冰如果消失，一天的长度就增加1/4秒

（张学文，2007-9-15，原创稿）

（本人对地质学一无所知，所以下面的认识是否可笑或者有点道理，就请专家指正。--这是我在另外一篇短文的结尾的话，现在借来）

人们每天说气候变暖，我也得跟着大家想点有关的问题。于是最近形成了：“如果极冰真的消失，地球自转的速度就减慢，我初步估算大约每天延长1/4秒”的认识。

下面是我分析认识

1.        比拟的问题：溜冰者手里拿着两个哑铃，他伸开臂膀后先是旋转开来，然后是收缩双臂。你猜会出现什么结局？

2.        答案应当是他转得更快了。理解这个自然现象的核心点是溜冰者的旋转的角动量在收缩双臂时变化很小（角动量守恒），而“收缩双臂”就是旋转的半径小了，这时要保持角动量不变化的唯一办法就是自己旋转的速度增加。

3.        反之，如果溜冰者先是收臂并且旋转，而后突然伸臂，那么他旋转的速度就突然减小。

4.        如果读者反对我前面的认识，请不必看后面的内容，从现在开始批判我。如果读者同意、认识、并且自己做试验证实了我的认识，请跟者我把这个道理用到地球上。

5.        目前地球的两极保存了大量的冰雪。它类比于前面分析中溜冰者抱着哑铃的状态。地球一天转一圈极冰自然也跟着转一圈。但是我提醒大家：由于极冰离地球两极（地轴）十分近，它们随地球自转而走的距离不大，在极点，这个距离是0公里。

6.        想象在某地质时期气候严重变暖，而使过去的极冰消失，于是变成水的那些原来的冰，就流入地球的各个纬度而不是困于原先的高纬度极区了。请注意，这些物质（原为冰的水）每天自然也得陪着地球一起旋转，但是由于它们流到地球的各个纬度，它们每天旋转的路程就长了很多，例如它们要是到了赤道，每天就要跟着地球走4万公里。

7.        大量的物质从原先运动速度很小变成了每天奔跑上万公里，这能量是谁给的？另外，也许这是更重要的一点：冰在极地时离旋转轴十分近（转转半径十分小），其角动量小，而它变成水流到赤道等中低纬度时，它们旋转半径就增加了很多。按照物理学的公式，旋转半径的增加就使角动量增加。

8.        由于角动量是守恒的，融化的水的角动量的增加就需要用地球的角动量的减少去补尝，于是地球自转一圈用的时间就拉长了。这道理与抱着哑铃旋转的溜冰者伸开双臂以后旋转变慢是一个道理。

9.        根据我的初步估算（如何估算暂不说，日后允许我说明以至订正）：目前两极的冰全部融化，可以使地球自转一周（一天）的时间拉长1/4秒。

10.    如果这个问题早就有学者给出，那么就算对地球物理学外行的张学文在大家面前献丑了。如果这个问题过去无人指出，请各位网友在必要时帮助证明，张学文在2007-9-15第一个指出了这个问题。而张提出的地点不是权威刊物，而是科学时报的博客（http://www.sciencenet.cn/blog/zhangxw.htm ）、论坛、气象港（http://qxg.com.cn ）、张学文文库(http://xjqxsc.idm.cn/zhangxw%20web/index.htm )、潜科学论坛（http://qkxue.com/bbs/forumdisplay.php?fid=2）、奇迹论坛（http://www.qiji.cn/forum/forum4.html&sid=7bb42c5cba57d87a091fc6fcb3349424  ）。

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极冰消失使地球自转变慢的估算

（张学文，2007-10-15）

1.         2007年9月我写了一短文，说极冰消失导致地球自转变慢，并且给出自转一周的时间要延长1/4秒。当时没有立刻给出具体计算的依据。现在就此给出计算思路和计算结果。

2.         这里用的数据有地球的质量m（取为6乘10的24次方公斤），极冰的质量mi（取值是2乘10的7次方立方公里的水的质量），水的密度为1000公斤每立方米，折算出极冰质量为2乘10的19次方公斤，而地球的自转是每天一圈，即86400秒一圈。

3.         这里认为地球自转的角动量L在极冰消融前后是不变化的。而角动量等于旋转物体的质量乘它与轴（贯穿地球南北极）的距离r再乘它的速度。

4.         地球物质的自转角动量应当是距离地轴不同位置上的物质乘以速度以及它与地轴的距离的值的合计值（积分）。显然1公斤物质距离地轴越近（远，如赤道上）那么它贡献的角动量就越小（大）。

5.         我们把极冰粗略看作是距离地球极轴十分近的物质，故其距离r值可以取为0，即在地球的自转总的角动量中，这部分物质因为r十分小，近似=0，所以它对地球的自转角动量的贡献=0

6.         极冰融化了以后，那么这些水就离开了极地，比较平均的散布到地球表面各个纬度上，平均而言它们与地轴的距离就加大了，于是它们提供的角动量也加大了。

7.         以m表示地球质量(不含极冰质量，在近似计算中是否包含它对结果没有什么影响，因为它们差5个数量级)，即m=6*10^24kg, mi表示极冰质量，即mi=2*10^19kg, r表示地球物质与地轴的平均距离,v表示有极冰时的地球物质的平均速度,Δv表示极冰消融以后地球物质的平均速度的变化量。以L表示地球的总角动量（它在冰消融过程是不变化的）。

8.         在有极冰存在时地球总角动量La=m*r*v+mi*0*v= m*r*v（利用了极冰与地轴的距离为0的近似，*号表示“乘”）

9.         而在没有极冰存在时,原极冰质量所具有的与地轴的距离也认为等于r (实际比这个值还大些)的角动量，所以总的角动量Lb=（m+mi）*r*(v+Δv )

10.     利用极冰消失前后总角动量守恒性,有La=Lb, 即m*r*v=（m+mi）*r*(v+Δv )，或m*v=（m+mi）*(v+Δv )

11.     考虑极冰质量远比地球质量小，m*v=（m+mi）*(v+Δv )

12.     利用近似计算技巧，得（Δv/v）= -(mi/m），它就是我们计算地球自转速度的关系式。即极冰质量与地球质量的比值等于地球自转运动速度的变化量与地球自转运动速度的比值。

13.     上面的关系式也就是地球速度的相对变化（减慢）=极冰质量与地球质量的比值，而根据开始给出的数据它=(2*10^19)/(6*10^24)=0.3*10^-5

14.     一天是86400秒，它的0.3*10^-5=0.26秒

15.     即目前规模的极冰消失使地球旋转一周所需要的时间比过去增加了大约1/4秒。

16.     以上就是我对极冰消失引起地球旋转变慢的估算思路、数据和结果。其是否合理请大家评议。

17.     又，如果地球进入新的冰期，那么它一天的长度会变短。如果地质学告诉我们历史上大冰期的极冰数量，我们也可以用这个思路计算它对当时的一天的长度的影响。

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20190530注：以上的过去文章中的“它=(2*10^19)/(6*10^24)=0.3*10^-5”就是

它=(2*10¹⁹)/(6*10²⁴)=0.3*10^-5

^的意思