除了极长时间尺度上的变慢趋势以外，在19世纪20年代，人们发现地球自转还存在短期的不规则变化，时快时慢，一年当中日长的变化幅度可以达到2毫秒。这种变化的原因目前还没有定论，可能来自地幔与地核之间的角动量交换或海平面变化等因素，以及由太阳风力矩或与地磁场耦合等因素引起。
按照角动量守恒定律，地球的自转角动量基本上是不变的。所以如果地球的质量分布发生变化，就可能改变它的自转速率。以花样滑冰来做类比：当冰面上张开手臂旋转着的运动员把手臂缩回时，她的旋转速度会加快。地球也一样，当物质向更中心聚集时，自转就会变快。例如地震通常会使得大量物质沉积到地下更深处，2011年日本沿海发生9级地震，使日本本州岛向东移动了大约2.4米，并使得日长缩短了1.8微秒。
从2020年的年中开始，地球自转正在加快，一天的时长经常短于86400秒。2020年7月19日这天短了1.4602毫秒——这是有记录以来最短的一天。地球可能正在经历时间跨度为几年到几十年的不规则变化，这些变化或许是地表质量分布的变化引起的。以冰川和冰盖的融化为例，南极冰盖是地球上最大的单体冰块，含有约3000万立方千米的冰，重量大约3万万亿吨，海拔大约在2400米—2700米。当冰盖融化进入海洋时，地球的质量就进行了重新分配，物质相比于之前更靠近中心，地球自转就会变快一点儿。当然，这个影响是非常微弱的，不会改变自转长期变慢的趋势。
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