加载中…UTC时间的闰秒是怎么回事
(2012-06-30 21:45:31) UTC时间今年6月30日23:59:59秒后，将增加一秒，即23:59:60秒。我国采用东八区时间，对应的北京时间是7月1日7:59:60秒。
为什么要增加这一秒？由于工作的关系，接触了一些这方面的知识，在这里跟大家聊聊。不过由于不是专业从事时间计量工作，并且为了方便大家理解，所以文中很多说法不够严谨，仅供参考。
产生这一现象的原因，主要是由于两种重要的时间计量体系对秒长的定义不同，各自运行一段时间后产生了一定的偏差，为了协调这个偏差而引入了调整机制，即闰秒。
近现代人们采用的时间计量体系主要有3种，世界时，历书时，原子时。
世界时(Universal time, UT)
1960年以前曾作为基本时间计量系统被广泛应用。它以观测地球自转的时间间隔为基础，将地球自转一圈的时间定义为一天，将一天平均的划分为24个小时，每个小时平均的划分为60分钟，每分钟平均的划分为60秒。也就是说，世界时的秒长定义为地球自转一圈时间的1/86400。
然而，后来人们发现由于潮汐摩擦等因素的影响，地球自转速度从长期来看是在逐渐减慢的，也就是自转一圈的时间间隔越来越长。从历史上的日食观测显示，自公元前700年以来，每个世纪的日长度大约增加1.7ms。在3.7亿年以前地球一年大约是400天左右，也就是说那个时候地球绕太阳公转一圈的同时，自己自转了400圈左右。
下面这张漫画有助于我们理解这一现象
历书时(Ephemeris time, ET)
人们在发现世界时秒长的不均匀性后，在1960~1968年期间，采用地球公转时间间隔来重新定义时间，这就是历书时。它将地球公转一圈的时间定义为一年，一年长度的1/31﹐556﹐925.9747就是1历书时秒。
原子时(Atomic time, AT)
为了获得精度更高、可重复性更好的时间计量标准，人们发明了原子钟，从1968年起，它所定义的秒长，成为国际单位制中的时间单位。
原子时的秒长定义为铯133原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9192631770周所持续的时间，其起点规定为1958年1月1日世界时0时。
原子时的秒长定义精度高（每年误差仅1μs），均匀，易复现。然而它同世界时(UT)定义的时间并行工作时，就会产生一定的问题。前面介绍过了，世界时定义的秒长实际上是在缓慢变长的，而原子时定义的秒长几乎是均匀不变的，那经过若干年，可能会发生这样的情况，原子时显示的时间是夜晚，而此时正烈日当头，那时的人们可就要凌乱鸟。
为了解决这样的问题，人们引入了调整机制，即闰秒，这就产生了世界协调时
世界协调时(Universal coordinated time,
UTC)
世界协调时是以原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近于世界时的一种时间计量系统。也就是说，UTC的秒长定义与原子时相同，但当其显示的时间与世界时相差达到一定程度时，就进行一下时刻调整，以协调两者的偏差。
可以这样理解三者关系，在未引入协调机制（闰秒）时，UTC时间等于AT时间。然而为保证UTC与UT相差不超过0.9秒，在有需要的情况下会在UTC内加上正或负闰秒。一般会在每年的6月30日、12月31日的最后一秒进行调整。
下面这张图表来自WIKI百科，它显示了近年来的调整记录，但它并不完整，自1958年1月1日0时，到7月1日这次调整前，累计闰秒是34。
看到这里，我们应该就明白明天要多出来的那一秒是从哪来的了。
另外，我们有时候会接触到GPS时间，GPS时间从本质上来说还是原子时，它靠GPS卫星上搭载的高精度原子钟来运转，不过GPS时间的起点是1980年1月6日0时。另外GPS时间的表述方式是GPS周
+ GPS周内秒，即接收到授时信号那一刻距离1980年1月6日0时过去了多少周又多少秒。GPS周的定义为7天 * 24小时 * 60分
* 60秒 = 604800。
GPS时间本身没有闰秒机制，不过它的授时电文中携带有闰秒信息，可用来计算UTC，截止7月1日这次调整前，GPS时间累计闰秒值是15。
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