Friday, November 04, 2005

Time-Second

“多”出来的一秒究竟从哪里来?
中科院国家授时中心专家解释,目前全球有世界时和原子时两个时间系统。前者以地球自转周期的天文观测为基准,后者则以稳定的原子振荡周期来确定“秒”的长度。由于地球自转速度不匀,天长日久,两者之间会出现细微差距,此时,位于法国巴黎的国际地球自转服务组织就负责在一年中添加或减少一秒,这就是所谓的“闰秒”。
通常闰秒每1-2年就会出现一次。但由于地球自转存在不可预知的特性,所以自1998年以来,地球已经连续七年没有添加闰秒了。
不要小看这“滴嗒”一秒。专家说,普通人并不在意自己的手表快一点或慢一点,但对航天、电子通信、全球定位系统等领域而言,几十亿分之一秒的误差也可能导致重大问题。

世界时(UT1)是基于地球自转的一种时间计量系统,原子时(TAI)是基于原子物理技术的一种更加均匀的时间系统。由于两种时间尺度速率上的差异,一般来说1~2年会差1秒。相对于以地球自转为基础的世界时来说,原子时是均匀的计量系统,这对于测量时间间隔非常重要,但世界时时刻反映了地球在空间的位置,这也是需要的。为兼顾这两种需要,引入了协调世界时(UTC)系统。UTC在本质上还是一种原子时,因为它的秒长规定要和原子时秒长相等,只是在时刻上,通过人工干预,尽量靠近世界时。我们日常生活所用的时间是协调世界时(UTC),它是一种折衷的时间尺度,用原子时的速率,而在时刻上逼近世界时,所用方法就是“闰秒”,也就是协调世界时和世界时之差即将超过±0.9秒时,就对协调世界时作一整秒的调整。
协调世界时(UTC)尽量靠近世界时(UT1)的意思是:必要时对协调世界时作一整秒的调整(增加1秒或去掉1秒),使UTC和UT1的时刻之差保持在±0.9秒以内。这一技术措施就称为闰秒(或跳秒),增加1秒称为正闰秒(或正跳秒);去掉1秒称为负闰秒(或负跳秒)。是否闰秒,由国际地球自转服务(英文缩写为IERS)决定。闰秒的首选日期是每年的12月31日和6月30日,或者是3月31日和9月30日。如果是正闰秒,则在闰秒当天的23时59分60秒后插入1秒,插入后的时序是:…58 秒,59秒,60秒,0秒,…,这表示地球自转慢了,这一天不是86400秒,而是86401秒;如果是负闰秒,则把闰秒当天23时59分中的第59秒去掉,去掉后的时序是:…57秒,58秒,0秒,…,这一天是86399秒。
我们日常所用的北京时间既不是原子时(TAI),也不是世界时(UT1),而是协调世界时(UTC)。
值得注意的是原子时与世界时分别来自于两个互不相干的系统,虽然协调时基本上解决了两者之间的协调问题,但是由于地球自转速度越来越慢加之不均匀,按照目前情况,不能排除若干年后出现一年闰几次甚至更多次秒的可能性。

http://www.time.ac.cn/serve/r.htm

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