闰秒之起因与其重要性(图)

2005-12-30 18:53 桌面版 正體打赏 0

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按时办事对我们的生活至为重要，现代人利用作业计划和时钟来执行日常作息。同时因为多数人的作息规范，习惯于在正午头顶太阳和在子夜披星戴月。换句话说，也就是我们希望记时器和地球自转同步。这个以天象而定的时刻就是所谓的“环宇时标”（UT1）。

我们平日使用的时标是由所在地的时区和国际记时单位秒（SI）来订定的。但是这个单位秒以平稳的步调前进，而并不会把地球自转的减速考虑进去。这个自转减速主因是月球、太阳对地表潮汐现象所产生的转动能量磨损，较为次要的原因是冰河消融（地表质量重新分布）、在冰河消退后的地形上扬（地球转矩的改变）、其他行星运动的扰动。所以类似用闰年来校正太阳历，我们用闰秒来校正时钟。否则，过了若干年代后，在正午十二点太阳才会懒洋洋的升起。这时标就是平日所用的调协环宇时标（UTC）。

UTC和国际原子钟用的是同样的单位，不同的只是相互间有整数秒钟的差距。我们不时的加入（或减去）闰秒来调协保持UTC和UT1同步。在国际协约之下，UT1和UTC的差距必须保持在一秒之内。在国际地球自转和参考系统组织（IERS）的监控下，当两者之差在一秒以上时，闰秒就会从UTC加入（或减去）。协约中同时规定闰秒只能在12月31日、6月30日、3月31日和9月30的四天中做修正。

闰秒的修正是在上述四天之一的23时59分59秒之后和翌日0时0分0秒之前安置。虽然减去闰秒从未有需要（地球自转基本是减慢的倾向），但果真发生，则23时59分的59秒就会被抹去。

简言之，加入闰秒让转慢的地球追上我们的时钟；技术上也异常简单。像今年年底的闰秒，程序如下：

原为第365天23时59分58秒
第365天23时59分59秒
第001天00时00分00秒

变为第365天23时59分58秒
第365天23时59分59秒
第365天23时59分60秒
第001天00时00分00秒

如此我们UTC中安插了一个“瞒天过海的滴-答”。

(美国海军天文台(USNO)科学家托玛斯．强森（Thomas Johnson）供稿, 月异译述)

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