Door de mens veroorzaakte opwarming gedreven veranderingen in atmosferische circulatie en toename van impulsmoment: invloed op de rotatie van de aarde

Waarom de lengte van een dag stilletjes verandert

We denken geneigd dat een dag een vaste 24 uur is, bepaald door de constante draaiing van onze planeet. Maar de rotatie van de aarde verandert voortdurend subtiel, en dit nieuwe onderzoek toont aan dat door de mens veroorzaakte klimaatverandering nu ook deel uitmaakt van dat verhaal. Door mondiale windpatronen en de verdeling van lucht over de aarde te herschikken, vertraagt opwarming de draai van de aarde heel licht en verlengt de dag met meetbare hoeveelheden.

Hoe lucht en planeet een kosmische draai delen

De aarde en haar atmosfeer gedragen zich als een gekoppeld systeem van draaiende onderdelen. De vaste planeet bevat het grootste deel van de massa, maar ook de bewegende lucht draagt roteer-"kracht", bekend als impulsmoment. Wanneer de atmosfeer versnelt, moet de vaste aarde vertraagd worden om de totale draai van het systeem in balans te houden—net als een kunstschaatser die zijn armen uitstrekt om zijn rotatie te vertragen. De auteurs concentreren zich op hoe langetermijnklimaatverandering deze delicate uitwisseling verandert en wat dat betekent voor de exacte lengte van een dag.

Sterkere hooggelegen winden en verschuivende klimatologische gordels

Met grote reeksen simulaties van drie moderne klimaatmodellen, gedraaid onder een hoog-emissiescenario tot het jaar 2100, volgt de studie hoe opwarming de mondiale luchtstromen hervormt. Naarmate de planeet opwarmt, breidt de tropische circulatie die bekendstaat als de Hadley-cel zich naar de polen uit, en versterken zich hooggelegen straalstromen in de subtropen. Tegelijkertijd verzwakken de gebruikelijke nabij-oppervlakte passaatwinden in de tropen. Deze veranderingen verplaatsen meer van de atmosfeerbeweging naar snelle, hooggelegen westenwinden die rond de planeet lopen. Omdat deze winden in dezelfde richting bewegen als de draaiing van de aarde, vergroten ze het aandeel van de atmosfeer in het impulsmoment.

Zwaardere luchtgordels en opstijgende drukgebieden

Het team onderzoekt ook hoe het gewicht van de lucht—haar massa, zichtbaar in de oppervlaktedruk—zich over de aarde verplaatst. Opwarming versterkt grote hogedrukgebieden, vooral in de subtropen rond 30 graden noord en zuid. Dit plaatst meer atmosferische massa verder van de rotatieas van de aarde, wat een extra, kleinere toename van het impulsmoment van de atmosfeer oplevert. Hoewel dit massagerelateerde effect zwakker is dan de versterking door snellere winden, werken beide in dezelfde richting: ze helpen de lucht op toeren terwijl de vaste aarde vertraagt.

Losser contact tussen lucht en grond

Normaal gesproken helpen bergen en wrijvingskrachten aan het oppervlak de planeet en atmosfeer om impulsmoment uit te wisselen. Drukverschillen over grote gebergtes zoals de Himalaya of de Andes oefenen een duwkracht uit op de vaste aarde, en oppervlaktewinden wrijven tegen de grond en delen draaiing. De simulaties laten zien dat onder aanhoudende opwarming deze uitwisselingen verzwakken. Drukkrachten over bergen raken sterker uitgelijnd op een manier die zich verzet tegen de rotatie van de aarde, en tropische oppervlaktewinden die vroeger draai overdroegen aan de planeet verliezen kracht. Als gevolg houdt de atmosfeer meer van haar impulsmoment vast in plaats van het terug te geven aan de grond.

Hoeveel langer de dag zal worden

Door deze onderdelen samen te brengen, vertalen de auteurs de veranderende atmosferische draai naar veranderingen in de daglengte. Over de drie klimaatmodel-ensembles vinden ze dat voor elke graad Celsius mondiale opwarming de dag met ongeveer een tiende milliseconde verlengt. Tegen het einde van de 21e eeuw zou de invloed van deze atmosferische veranderingen naar schatting ruwweg 10–18% kunnen toevoegen aan de langetermijnvertraging van de rotatie van de aarde die gewoonlijk aan de getijdenwerking van de maan wordt toegeschreven. In het dagelijks leven zal dit extra fractie van een milliseconde per dag onopgemerkt blijven. Maar voor precieze tijdmeting en voor wetenschappers die het diepe inwendige van de aarde bestuderen, geeft het aan dat door de mens veroorzaakte klimaatverandering nu tot in de timing van de draaiing van de planeet doordringt.

Bronvermelding: Satpathy, S.S., Franzke, C.L.E., Yuan, N. et al. Anthropogenic warming-driven atmospheric circulation shifts and angular momentum increase: influence on the Earth’s rotation. npj Clim Atmos Sci 9, 101 (2026). https://doi.org/10.1038/s41612-026-01382-z

Trefwoorden: Aarderotatie, atmosferische circulatie, klimaatverandering, duur van de dag, impulsmoment