科普:第27次閏秒來臨,多一秒世界有何不同?

2021-01-18 IT之家

即將到來的跨年之際,全球將經歷不尋常的一秒。

「協調世界時」(UTC)將於格林尼治標準時間2016年12月31日23時59分增加一秒,然後才會跨入新的一年。這多出的第61秒就是全球實施的第27次閏秒。

設在法國巴黎的國際地球自轉服務組織今年早些時候發布了相關公告。由於北京時間與格林尼治時間相差8小時,中國將在2017年1月1日迎來7時59分61秒的特殊現象。

這一秒,從哪裡來

為確定時間,世界上有兩種時間計量系統:基於地球自轉的「世界時」(UT)和基於原子振蕩周期的「原子時」(TAI)。由於兩種時間尺度對秒的測量方法不同,隨著時間推移,兩個計時系統結果會出現差異,因此有了「協調世界時」的概念。

「協調世界時」以「原子時」秒長為基礎,在時刻上儘量接近「世界時」。1972年,國際計量大會決定,當「原子時」與「世界時」的時刻相差達到0.9秒時,「協調世界時」就增加或減少1秒,以儘量接近「世界時」,這個修正被稱作閏秒。

閏秒實際上是為追趕地球自轉的腳步而對「原子時」的人為增減。依據國際地球自轉服務組織對「原子時」與「世界時」的監測數據,當兩者之差達到0.9秒時,該機構就向全世界發布公告,在下一個6月或12月最後一天的最後一分鐘,實施正閏秒或負閏秒。

自1972年「協調世界時」正式使用至今,全球已經實施了26次閏秒調整。兩次閏秒之間的時間間隔沒有規律,最短一次只間隔了6個月,最長一次間隔了7年。上次閏秒調整發生在格林尼治時間2015年6月30日。

多一秒,能發生什麼

對於普通人來說,增加一秒可能根本就不會被察覺;完美主義者們可以試著在2017年1月1日7時59分59秒時將自己手錶上的時間撥慢一秒。然而,對某些領域和行業,這短暫的一秒可能會使情況變得異常複雜。

對閏秒最為敏感的莫過於計算機相關領域。計算機系統和程序按每分鐘60秒設定,當閏秒發生時,計算機或伺服器系統會因無法識別「兩個連續的相同秒數」而顯得「無所適從」:中央處理器可能因系統的不斷詢問而「死機」,電子郵件可能迷失「方向」,重要數據可能丟失……

在萬物聯網時代,很多領域的系統都是以計算機網絡為基礎傳輸平臺,實施閏秒帶來的影響會延伸至航空、通信、金融及其他需要精準對時的領域。

據媒體報導,2015年實施閏秒時,全球約2000個計算機網絡突然短暫中斷;旗下擁有紐約證券交易所等機構的美國洲際交易所被迫中止交易達61分鐘。而在此前一次出現閏秒的2012年,Linux作業系統和Java應用平臺等都未能倖免;澳大利亞航空公司的計算機系統「死機」數小時,被迫人工檢查乘客登機;全球數十家航空公司使用的「阿馬迪厄斯」預訂系統出現故障……

閏秒的出現不可預測,因此對應的時間調整無法一開始就寫在電腦程式裡,這大幅增加了搞定這一秒的難度。

美國谷歌公司的解決辦法是,把增加的一秒分解成若干毫秒,逐步添加到系統時鐘的更新中,從而確保系統不中斷;Linux作業系統是在「協調世界時」為23:59:59時重複數兩次第60秒;而微軟「視窗」作業系統則忽略閏秒,在閏秒增加之後再讓系統時間與「協調世界時」同步。

額外一秒,存廢有爭議

既然增加一秒讓全世界都「興師動眾」,那麼這額外的一秒是否真有必要?

一些國家政府和研究人員向迄今沿用30多年的閏秒概念提出挑戰,認為閏秒給高科技領域帶來諸多不便,應直接以採用先進技術運算的「原子時」取代「世界時」。全球範圍內,美國是取消閏秒的主要倡導者。

事實上,為了不中斷定位、導航、授時的連續性,作為對時間精度要求極高的全球主流衛星導航系統,美國全球定位系統、中國北鬥衛星導航系統、歐洲伽利略衛星導航系統都採用不插入閏秒的時標。目前,全球定位系統時標與「協調世界時」之間已經累計17秒時差。

但反對廢除閏秒者認為,時間「一成不變」會產生更大問題。如果採用精準的「原子時」,隨著地球越轉越慢,幾千年後時間與晝夜交替將無法匹配,太陽可能在下午1點才升到正空。

為了不切斷「協調世界時」與代表大英帝國昔日輝煌的格林尼治標準時間之間最後一絲聯繫,英國政府積極捍衛閏秒制度。英國國家物理實驗室高級研究員彼得·威伯利曾對媒體說:「廢除閏秒會使時間與太陽之間的直接聯繫斷裂,這在人類歷史上將屬首次……增加閏秒導致的技術問題都是些小問題,沒有帶來危及生命的風險,也沒有影響經濟發展。大多數問題可以通過更新軟體和硬體得以解決。」

2015年11月,國際電信聯盟舉辦的新一屆世界無線電通信大會在瑞士日內瓦通過決議,提出在廢除閏秒制度前應對其潛在影響開展更多研究,並決定將於2023年的通信大會上再次對閏秒的存廢議題進行研究表決,這意味著閏秒制度至少還將存在7年。

相關焦點

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    閏秒示意圖所謂閏秒是指為保持協調世界時接近於世界時時刻,由國際計量局統一規定在年底或年中(也可能在季末)對協調世界時增加或減少1秒的調整。由於地球自轉的不均勻性和長期變慢性(主要由潮汐摩擦引起的),會使世界時(民用時)和原子時之間相差超過到±0.9秒時,就把協調世界時向前撥1秒(負閏秒,最後一分鐘為59秒)或向後撥1秒(正閏秒,最後一分鐘為61秒); 閏秒一般加在公曆年末或公曆六月末。今年是全球實施的第27次閨秒。
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    新華社北京12月30日電,即將到來的跨年之際,全球將經歷不尋常的一秒。「協調世界時」(UTC)將於格林尼治標準時間2016年12月31日23時59分增加一秒,然後才會跨入新的一年。這多出的第61秒就是全球實施的第27次閏秒。設在法國巴黎的國際地球自轉服務組織今年早些時候發布了相關公告。
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    「多希望世界給我多一分鐘、多一秒鐘,讓我再好好愛你……」歌詞裡曾苦苦哀求的一秒鐘,真的可以實現了。因為,2016年還真的多出了「1秒」。  這多出的「1秒」將加在格林尼治時間12月31日23時59分後,通過增加閏秒實現。由於北京處於東八時區,所以將在2017年1月1日7時59分59秒後面增加1秒,屆時會出現7時59分60秒的特殊現象。
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    ,這也是自1972年啟用閏秒以來的第27次「閏秒」。這次的閏秒將出現在12月31日午夜,屆時將在12月31日11點59分59秒面增加1秒,也就是11點59分60秒,之後才會進入2017年。閏秒是指為保持協調世界時接近於世界時時刻,由國際計量局統一規定在年底或年中對協調世界時增加或減少1秒的調整。
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  • 多加一閏秒 有喜又有憂
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  • 有閏年、閏月,閏秒你知道是什麼嗎?
    閏秒通俗來說就是地球自轉的時間並不是穩定保持不變的,有一定的不均勻性和長期變慢性,所以世界時的一天可能會並不是精確地24小時;然而我們的原子時鐘24小時則是絕對的分秒不差。這樣就必然會有一個問題,世界時UTC(Coordinated Universal Time)和原子時IAT(International atomic time)之間會有一定誤差;當誤差達到一定程度時,閏秒就來了;
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    明天全省多雲到陰有時有小雨。14到16日我省部分地區還有弱降水。  預計杭州今天多雲,明天多雲到陰有時有小雨。今天白天最高氣溫13℃,早晨最低氣溫3℃。  一個壞消息是,近期霾日仍多發,大家請注意出門時戴好口罩,做好防範。  好,天氣的話題講完了,我們再來說說昨日網絡上一個相當熱門的話題:2015年將比常規的年份多出一秒鐘。
  • 你知道閏秒嗎?
    什麼是閏秒?科學上有兩種時間計量系統:基於地球自轉的天文測量而得出的「世界時」和以原子振蕩周期確定的「原子時」。世界時的時間計量系統是基於地球自轉時間。太陽的東升西落是長期以來人們計算時間的主要依據,太陽走到天空中最正中的位置時,就是12時。
  • 「閏秒」
    1990年,用於為國際標準時間計時的原子鐘將要加上一個額外的「閏秒」,以調整原子鐘計時與地球自轉的差別。世界各地的原子鐘將在格林威治時間12月31日23時59分60秒加上這個「閏秒」,那麼「閏秒」是如何產生的呢?它與天文氣象有什麼關係呢?這得從時間概念的演變說起。
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    上世紀五十年代,出現了基於原子振蕩的原子時,其準確度和穩定度均超越了世界時,但其與地球的自轉不關聯。隨著地球自轉速度有減緩的趨勢,兩者的偏差也在不斷加大。1972年,一種折中的時間尺度——協調世界時(UTC)應運而生,取代世界時作為國際標準時間。UTC採用原子時的秒長,而時刻通過增加1秒或減去1秒(正閏秒或負閏秒)以儘量接近世界時,這就是「閏秒」。
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    我國天文教育專家、天津市天文學會理事趙之珩介紹說,為了確定時間,世界上有兩種時間計量系統:基於地球自轉得出的「世界時」和基於原子振蕩周期確定的「原子時」。由於兩種時間尺度對秒的測量方法不同,隨著時間的推移,這兩個時間系統之間就會出現差異。為使人們的時鐘與地球的自轉同步,計時員會定期引入「閏秒」。