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闰秒,是指为保持协调世界时接近于世界时时刻,由国际计量局统一规定在年底或年中(也可能在季末)对协调世界时增加或减少1的调整。由于地球自转的不均匀性和长期变慢性(主要由潮汐摩擦引起的),会使世界时(民用时)和原子时之间相差超过到±0.9秒时,就把协调世界时向前拨1秒(负闰秒,最后一分钟为59秒)或向后拨1秒(正闰秒,最后一分钟为61秒); 闰秒一般加在公历年末或公历六月末。

目前,全球已经进行了27次闰秒,均为正闰秒。

最近一次闰秒在北京时间2017年1月1日7时59分59秒(时钟显示07:59:60)出现。这也是本世纪的第五次闰秒。

名词释义

1972年,国际计量大会决定,当“世界时”与“原子时” 之间时刻相差超过0.9秒时,就在“协调世界时”上加上或减去1秒,以尽量接近“世界时”,这就是闰秒。

闰秒方法

是否加入闰秒由位于巴黎的国际地球自转和参考坐标系统服务决定,在格里历的每年6月或12月的最后一天的最后一分钟进行跳秒或不跳秒,也就是说每年的这两个一分钟并不就是等于60秒,而是在60秒上下变化。

如果正闰秒,则这一秒是被加在第二天的00:00:00前的。当决定加入正闰秒的时候,当天23:59:59的下一秒当记为23:59:60,然后才是第二天的00:00:00。如果是负闰秒的话,23:59:58的下一秒就是第二天的00:00:00了。

目前,尚未出现负闰秒。

成因原理

科学上有两种时间计量系统:基于地球自转的天文测量而得出的“世界时”和以原子振荡周期确定的“原子时”。“世界时”由于地球自转的不稳定(由地球物质分布不均匀和其它星球的摄动力等引起的)会带来时间的差异,“原子时”(一种较恒定的时制,由原子钟得出)则是相对恒定不变的。这两种时间尺度速率上的差异,一般来说一至二年会差大约1秒时间。

1971年国际计量大会通过决议:使用“协调世界时”来计量时间。当“协调世界时”和“世界时”之差超过0.9秒时,国际地球自转服务组织(IERS)就负责对“协调世界时”拨快或拨慢1秒,这就是闰秒。

作用影响

按照这几十年来已知的差异来测算,大约5000年后“原子时”会比“世界时”快1个小时,所以就要通过闰秒来进行调整。自1971年首次增加闰秒以来,“协调世界时”已经调整了27个闰秒(截至2017年)。事实上,从1958年“原子时”诞生至2006年,两个计时系统之间已累计差了33秒,也就是说地球自转减慢积累了半分钟左右。

日常生活影响:快一秒慢一秒感觉不出来

闰秒调整对普通民众的日常生活不会产生影响,时间快一秒慢一秒大家都感觉不出来,更不会出现千禧年千年虫那样的问题。到了闰秒这一天,我们的手机时间来自通信基站,会自动调整。一般手表需要对照电视台、电台手调,电波表可自动调整。大部分电脑需要手动调时,如果电脑安装了一个校时软件,就可自动对准了。

航天、军事影响:一秒钟飞船已飞过8公里

增加的这“一秒”,对于一些特殊行业来说,足以带来很大的影响。地球转了那么多年,误差日积月累,从量变到质变,如果不设法校准,那么所有的当日都有可能变成昨日。

专家表示,对于航空航天和军事、潜水、电力部门等科研单位,一秒钟的误差足以引起系列影响。

比如在航天领域,飞船1秒钟就要飞将近8公里的路程,要是差了这1秒,误差可就大了:飞船轨道可能偏移,飞船着陆地点可能差上十万八千里,更糟糕的是飞船的安全会受到巨大的威胁。再比如,网络通信上,协调世界时被用在很多互联网标准中,像网络时间协议就是其中的一种。如果出现1秒的误差,全世界那么多台电脑一下子都乱了套。

另外,电网故障的维修、电网与电网之间的并网,都需要使用精密时间,如果出了1秒钟的误差,甚至有可能是整张电网的停电甚至崩溃。

不增加闰秒的影响

如果不增加闰秒会有什么影响呢?如果按照世界时与原子时之间时差的累积速度来看(43年减慢了25秒),大概在七八千年后,太阳升起的时间可能就会与现在相差2个小时了,本来中午12点太阳当头照,而七八千年后就要下午2点太阳才当头照了。

不足之处

对于授时机构、通信、航天、电子等时间精度要求较高的领域而言需要时间的连续性。有些领域的科研需要“原子时”,全球卫星导航精确到纳秒,而卫星发射需要精确到微秒以上。

因此,时间作为一个系统内部参数要求尽可能的连续,闰秒的出现,只能起到弥补和修正的作用,但客观上导致了时间的中断。

历史实施

闰秒展示

以下为协调世界时。

实施年份6月30日23:59:6012月31日23:59:60实施年份6月30日23:59:6012月31日23:59:60
1972年+1秒+1秒1989年——+1秒
1973年——+1秒1990年——+1秒
1974年——+1秒1992年+1秒——
1975年——+1秒1993年+1秒——
1976年——+1秒1994年+1秒——
1977年——+1秒1995年——+1秒
1978年——+1秒1997年+1秒——
1979年——+1秒1998年——+1秒
1981年+1秒——2005年——+1秒
1982年+1秒——2008年——+1秒
1983年+1秒——2012年+1秒——
1985年+1秒——2015年+1秒——
1987年——+1秒2016年——+1秒
2017年1月1日7时59分59秒+1秒

现实案例

2015年,全球进行闰秒调整。当时,国际标准时UTC(协调世界时,"Coordinated Universal Time"的缩写)在闰秒调整前后的时间标记为:2015年06月30日的23时59分59秒、2015年06月30日23时59分60秒、2015年07月01日00时00分00秒。由于我国位于东八区(UTC+8),闰秒调整出现在北京时间2015年07月01日上午,当时北京时间的闰秒调整顺序为:2015年07月01日07时59分59秒、2015年07月01日07时59分60秒、2015年07月01日08时00分00秒。这次闰秒调整时,国家授时中心的长波、短波、低频时码、互联网、电话和时间戳服务等授时服务信号同时进行了闰秒调整。

中国调整

2015年1月,中科院国家授时中心宣布,我国将在北京时间2015年7月1日的7时59分59秒和全球同步进行闰秒调整,届时会出现07:59:60的特殊现象。上一次“闰秒”出现在2012年6月。当时,Reddit、Gawker、LinkedIn和Yelp等网站发生了暂时性服务中断。

闰秒调整对普通民众的日常生活不会产生影响。从1972年到如今(截至2012年),40年里已经调过25次了。这几年没调,但2005年、2008年,全都有过闰秒,应该说我们日常是感觉不到的。

2015年确定在6月30日进行,届时,全世界的钟表都需要拨慢1秒钟。由于北京处于东八时区,所以将在7月1日7时59分59秒后面增加1秒,届时会出现7时59分60秒的特殊现象。

2017年确定在1月1日进行,届时,全世界的钟表都需要拨慢1秒钟。由于北京处于东八时区,所以将在1月1日7时59分59秒后面增加1秒,届时会出现7时59分60秒的特殊现象。

争议

计时工具

位于经线零度的英国格林威治皇家天文台,实行“平均太阳时”,即太阳直照在该天文移动图片台子午仪中心子午在线的时间,计算一天的始终。自1972年以来,科学家留意到地球自转减慢,影响到太阳直照落点时间,天文台要三番四次添加“闰秒 ”,以保持国际公认的“标准时间”地位。

一些科学家便认为,格林威治时间应由位于法国巴黎外的“国际原子时间”(International Atomic Time)所取代,因为后者采用先进技术运算,可准确显示到小至纳秒,何况闰秒添加往往很混乱。此外,从卫星导航、供电到流动通讯等,凡事都可能因为疏忽那1秒,或未能及时在不同时区加闰,引发程序系统问题。

反对者称,原子时间“太精确”也会带来问题,因为人类早已习惯以“日居正中”作为中午的标准,但若改用原子钟计时,在地球越转越慢的现实之中,五千年后的人类将发现,“日居正中”将是下午1时。另外,GMT计时是大英帝国昔日称雄世界的见证,事关民族荣耀,英国人显然不愿改用法国计时作为国际标准。

交付表决

全球定位系统服务界面委员会在得克萨斯州沃斯堡举行的第47届会议中宣布,他们已经邮寄出停止闰秒的表决案。这项表决案的计划是:2008年4月:国际电信联盟的工作小组将递交给研究小组关于劝说停止闰秒的7A建议项目;在2008年,研究小组将通过经由邮件让各会员国投票表决该议案;2011年,如果70%以上的会员国同意,国际电信会议将批准该建议案;2013年,如果70%以上的会员国投票废止闰秒,闰秒将停止使用,并且世界时(UTC)将成为连续的时间刻度尺。

2011年,美国、日本、法国等已向国际电信联盟递交了以原子时取代格林威治时间的申请。中、英两国明确表示反对。我国曾于2008年和2009年在国际电信联盟会议上,两次向国际电信联盟提交过书面建议书,并口头发言,表示我国的态度是希望保持现有国际标准时间的定义不变,即继续保留“世界时”。世界无线电通信大会2012年1月19日晚间决定,将修改现行世界标准时间——“世界协调时”的有关提案推迟至2015年的下次大会上考虑。这意味着,原子时还没有被接受为新的世界时间标准,源于格林尼治时间的现有时间标准将继续有效,弥补“世界协调时”和原子时误差的“闰秒”也将继续存在。

最新一次

最新一次调整时间为2017年1月1日,2017年1月1日7时59分59秒后面增加1秒,这次调整是第27次在世界协调时间中加入“闰秒”。这也意味着现行的时间标准仍未改变,闰秒也将继续使用。

闰秒频率

多少年会闰秒?要根据地球自转速度而定。

对闰秒不了解的朋友可能会问,这个闰秒是不是有固定的添加频率?比如说,从2008年到2012年相隔四年再次添加一秒,那么这个四年是不是闰秒的添加频率?对此,中国科学院南京紫金山天文台研究员王思潮解释,闰秒的添加频率是不固定的,有时一年添加两次闰秒,有时7年添加一次闰秒,而这一次添加闰秒的时间是4年,如此“漂浮不定”,这个频率到底如何计算?

地球的转速越来越慢,相比几亿年之前,慢了很多。据估算,每过35000年左右,地球上一天的长度就会增长1秒钟。

同时地球绕太阳公转的轨道并不是均匀的圆形,而是椭圆形。

大家都知道,椭圆形的轨道有两个焦点,而太阳只处于其中一个,根据开普勒定律,相等的时间内扫过相等的面积,地球在相等的时间里走过的轨道的长度其实是不一样的,这造成地球离太阳的距离总是变化的,而地球离太阳的远近,会影响两者之间的力量对比,从而影响地球自转的速度。其次,地球本身不是一个正球体,而是一个近似梨形的扁球体,内里的物质不均匀,造成其转动过程中的不规律性。第三,地球的地轴与太阳之间有个角度,是“歪着脖子”转动,因为这个夹角,太阳会产生一种想要纠正它的拉力,想使其垂直转动,但实际上并不可能,地球会产生一种反拉力,使得地球在自转过程中像陀螺一样转动,在每年都会产生岁差,虽然看似可以忽略,但是每两万六千年,这个误差就有一圈。

专家表示,因为潮汐作用的影响,地球的转速正越来越慢,为了调整我们的计时时间和“地球时间”的差异,会有增添闰秒的现象,从1972年开始,每一次,都是增加闰秒,没有减少闰秒,因为减少一秒,就是得让地球转动变快需要巨大的能量,我们地球上发生的地震、海啸都不足以产生“秒”一级的能量。

各方观点

成本巨大

全世界有那么多定位卫星,还有数不胜数的基于时间提供服务的机构,要让世界各国在同一个瞬间增加一个闰秒,绝非易事。稍有疏忽,电脑、手机、空中交通管制和金融交易市场就会因时间误差而导致混乱。而且,基于闰秒出现的无规律性和不可预知性,要在设备上预留“置闰”设置也非常麻烦。总而言之,为了多一个“嘀嗒”,全世界要多付出许多人力财力成本。更难的是,随着全球化的深入,一旦有一两个国家拒绝采用闰秒、或者没有精确完成置闰,许多高精度系统就无法在全世界范围内实现衔接。

那么,何不干脆全世界统一取消闰秒?事实上,以美国为代表的“实用派”,已经提出取消闰秒的建议。他们认为,既然原子时足够精准,何不干脆摈弃由地球和太阳构成的 “天然大钟”,在军事、商业、科学测绘等各个领域彻底采用原子时?毕竟这样一劳永逸

文化丧失

与此同时,以英国为代表的怀旧派,坚决“捍卫”闰秒存在的必要性。中国科学院上海天文台原台长、上海市天文学会名誉理事长赵君亮认为,这不仅仅是因为格林尼治天文台在英国,更重要的理由是,如果取消闰秒,完全按照原子时生活,将“割裂人类生活的时间与大自然之间的内在联系。”有人这样描述原子时:“作为科技进步的产物,全面采用原子时,意味着人们可以完全摆脱地球自转与日月更替,孤独地奔跑在向前的路上。”

根据国际计量局测算,如果没有闰秒,约5000年后原子时将和世界时差1小时。在更遥远的未来,原子时意义上的正午,对应的景象则是满天星斗,这样一来,许多历史记载中的“某年某月某日某时,发生某事件”,将很难令后人理解,因为“某时”在彼时,对应的已经是完全另外一副景象。“这种局面意味着人类对于伴随自我进步的‘时间文化’的一次抛弃”。

闰秒是去是留?这场争论从1999年开始持续至今,在2012年1月的国际电信联盟无线通信全会上,决定把“最后决定时刻”推迟到2015年。短暂的1秒,蕴含着深厚的政治经济博弈。不过赵君亮分析,用“闰分”或“闰时”来取代闰秒可能是个比较好的折中方案。如采用闰分,大约100年调整一次;闰时则是5000多年调整一次。比起每隔若干年就要调整一次的闰秒,这样至少不太折腾。

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非常不爽,删了吧! 相关词条:其他 协调 国际计量局 年中 季末  自转 民用时 原子时 公历 北京时间 参考坐标 国际计量大会 原子时 协调世界时 国家授时中心 大英帝国 全球定位系统 得克萨斯州 沃斯堡 国际电信联盟