2016年08月11日 星期四
专家解读今年为何多出一秒
文·本报记者 林莉君 通讯员 刘旭红

    ■第二看台

    “要是再多给我一分钟,不,哪怕一秒也好。”这样的遗憾将通过实施闰秒来弥补。国际标准时间——协调世界时UTC将在格林尼治时间2016年12月31日23时59分59秒实施一个正闰秒,即增加1秒。由于时区差别,我国将于北京时间2017年1月1日的7时59分59秒进行闰秒调整,届时将出现7时59分60秒的特殊现象。“这将是我们第27次迎来闰秒。”中国计量科学研究院时间频率所张爱敏研究员说。

    多出的一秒是如何产生的

    闰秒是如何产生的呢?张爱敏告诉记者,目前世界上有两种时间计量方式——天文时和原子时。“借助天文观测得到地球自转的平均周期,然后把它分为86400份,得到前者的秒长;把碱金属铯133原子两个超精细能级间跃迁辐射9192631770个周期定义为后者的秒长。”

    随着时间的推移,科学家发现天文时和原子时逐渐出现偏差,且渐行渐远。为了保持天文时和原子时的一致,国际电信联盟于1971年决定把协调世界时作为全世界通用的标准时间。

    当天文时和原子时相差0.9秒时,设在法国巴黎的国际地球自转服务组织就向世界发布公告,将在下一个6月或12月最后一天的最后一分钟,把协调世界时拨慢或拨快1秒,也就是正负闰秒。

    自1972年协调世界时正式使用以来,全球已经进行了26次正闰秒调整。上一次闰秒出现在北京时间2015年7月1日。

    实施闰秒为什么有争议

    由于秒是日常生活中最小的计时单位。闰秒对我们来说几乎无法察觉,也不会给普通的日常生活带来什么影响。

    近年来,关于实施还是取消闰秒的争议越来越大。张爱敏告诉记者,这主要是闰秒的弊端造成的。“地球的自转速率变化不可预测,使得闰秒没有规律,只能依靠人工干预,实施起来不但耗费人力物力,还存在误操作的风险,闰秒的负面作用在现代科技中越来越明显。”

    21世纪初以来,科学界就开始研究取消闰秒。国际上在涉及时间频率的两个政府间组织——国际计量局于2007年多数通过了取消闰秒的建议。国际电信联盟将在2023年第四次表决取消闰秒的建议。

    为了保证准确导航、定位、授时,美国GPS、中国北斗系统、欧洲伽利略都采用了不间断(不闰秒)的时标。

    原子时究竟有多准

    如果取消闰秒,在原子时和天文时之间“折中”的协调世界时将回归原子时,促成全世界使用统一的时间计量体系。

    相对于天文时的不稳定性,原子时如何定义时间?究竟有多准?

    1967年,国际计量大会决定用原子秒取代天文秒。“科学家以天文秒作为尺子,在1个天文秒里,数出铯原子的133同位素振动了9192631770次,也就是1原子秒。”中国计量院首席研究员李天初院士告诉记者。

    自此,人们测量时间不再依靠观星星测太阳了,实验室型铯原子基准钟成为复现秒的手段。

    中国对世界时间的贡献

    张爱敏告诉记者,产生国际原子时(TAI)的70多个实验室中有中国3个实验室,对TAI的产生具有话语权。其中国家时间频率计量中心/中国计量科学研究院自主研发的激光冷却—铯原子喷泉钟准确度达到1.5×10-15,即2000万年不差1秒,被国际计量局接收为基准钟,使中国成为第8个参与驾驭国际原子时的国家,与法、德、美、英、俄等一起,正式参与国际原子时的校准工作。不但保证了中国在国际原子时合作中的话语权,而且具备了“表决权”,一举改变了我国只能被动接收国际标准时间的窘境,也为协调世界时的产生做出了重要贡献。为建立独立完整的国家时间频率体系奠定了坚实的基础。

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