하루의 길이는 지구의 자전 주기를 기준으로 정의되며, 이 자전 주기는 지구가 스스로의 축을 중심으로 회전하는 데 걸리는 시간입니다. 이 기준은 크게 '태양일'과 '항성일' 두 가지 개념으로 나눌 수 있습니다.
태양일은 지구가 자전하여 태양이 다시 같은 자리에 나타나는 데 걸리는 시간을 의미합니다. 평균적으로 약 24시간이며, 이 시간은 태양이 하늘에서 같은 자리에 돌아오는 주기를 기준으로 하는 만큼 일상생활에서의 하루 길이를 결정합니다. 태양의 위치는 지구의 자전과 공전으로 인해 조금씩 변화하기 때문에, 태양일은 자전과 공전의 복합적인 결과라 할 수 있습니다.
항성일은 별이 같은 자리에 다시 나타나는 데 걸리는 시간으로, 이는 약 23시간 56분 4초입니다[2][3]. 항성일은 지구의 자전이 공전에 의해 시간적으로 영향을 받지 않은 순수한 자전 주기를 나타냅니다. 이 두 시간이 차이가 나는 이유는 지구가 태양 주위를 공전하는 동안 자전이 함께 일어나기 때문입니다. 이러한 시간 차이는 지구가 태양 주위를 한 바퀴 도는 동안 하루가 약 4분 더 길어지는 효과를 만들어 냅니다[2][3].
추가적으로, 지구 자전의 미세한 변동은 다양한 지구 내적 및 외적 요인에 의해 발생할 수 있으며, 이는 장기적, 계절적 변화에 영향을 미칠 수 있습니다[1]. 이와 관련된 연구들은 대기, 해양, 육지의 질량 재분배가 지구 자전에 영향을 미치고 있음을 나타냅니다[3].
결론적으로, 하루의 길이는 주로 태양의 위치에 기반하여 결정되지만, 항성일과 같은 천문학적인 기준도 중요합니다. 각각의 자전 주기는 지구의 동적 특성과 천체 간의 복잡한 상호작용에 기초하고 있으며, 지구의 내부와 환경적 변화도 이 자전 주기에 영향을 줄 수 있습니다.
[1] Tang, H., Zhang, T., Niu, X., Fan, J., & Liu, J. (2022). Impact of the Earth Rotation Compensation on MEMS-IMU Preintegration of Factor Graph Optimization. IEEE Sensors Journal, 22, 17194-17204.
[2] Chao, B., Chung, W., Shih, Z., & Hsieh, Y. (2014). Earth's rotation variations: a wavelet analysis. Terra Nova, 26, 260-264.
[3] Chen, J., Wilson, C., Kuang, W., & Chao, B. (2019). Interannual Oscillations in Earth Rotation. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 124, 13404-13414.
