闰秒解析——为何全球将在2027年5月废除闰秒

对于大多数人来说,时钟上显示'23:59:60'听起来像是故障。自1972年以来,这已经故意发生了27次。这额外的一秒——闰秒——一直是保持全球官方时钟与地球缓慢、不均匀自转同步的机制。从2027年5月20日起,这种情况将停止发生。

闰秒究竟是什么

根据维基百科关于该主题的条目,这里涉及三个时间刻度。国际原子时间(TAI)完全由原子钟计数,从不偏差。UT1是从地球实际自转测量的时间,由于潮汐摩擦、冰川反弹和其他地球物理效应,它的变化不规则。协调世界时(UTC)——用于民用时钟、计算机和GPS的标准——由原子秒组成,但历史上通过闰秒进行调整以保持在UT1的0.9秒以内。

当UT1和UTC接近该限制时,国际地球自转和参考系服务处可以安排闰秒,插入到6月或12月底。最后一次是在2016年12月31日增加的。根据维基百科关于该系统的总结,到2017年,TAI恰好比UTC快37秒。

为什么计时员决定废弃该系统

废除闰秒的推动力追溯到更早的时间。根据维基百科关于该会议的记载,第27次国际计量大会(CGPM)在2022年11月通过了一项决议,指示在2035年之前扩大UT1和UTC之间允许的最大间隙。

确定变更的直接触发因素是一个以前没有人面对过的技术问题。《科学美国人》报道称,地球自转在过去几十年中一直在减速,但在2010年代中期开始加速——以至于科学家预测可能需要一个负闰秒,即扣除一秒而不是增加一秒,这可能在2029年左右发生。负闰秒从未被应用于任何计算机系统,工程师警告说这可能会引发与Y2K漏洞相似的故障,《科学美国人》指出。

欧洲新闻网关于同一会议的报道补充说,定期的闰秒本身已经造成了问题,过去'扰乱了计算机系统和在线服务',这与负闰秒的风险相结合,推动监管机构选择永久性解决方案,而不是进一步补救。

投票:第28次CGPM的决议5

根据欧洲新闻网和《科学美国人》的报道,该决定在CGPM第28次会议上正式通过,该会议在法国凡尔赛举行,投票于2026年10月15日进行。《科学美国人》将此次集会描述为汇集了国际科学家、外交官和计时员。欧洲新闻网报道称,CGPM的成员资格目前包括69个成员国和34个联系国和经济体。

国际计量局(BIPM)是一个位于巴黎地区的政府间机构,通过对成员国的原子钟数据进行平均来编制UTC,它发布了第28次CGPM的决议5作为结果文本。其执行条款明确指出'连续UTC将于2027年5月20日生效',以及'|UT1-UTC|的差值最大值将为3600秒(1小时)'。同一份BIPM文本解释了理由:负闰秒'以前没有被应用过,它被认为存在导致异常和关键基础设施中断的高风险'。

什么改变了,什么没有改变

从2027年5月20日起,UTC将简单地作为连续的原子时间尺度向前计数,不插入或删除秒。UTC和天文时间之间的容差,以前上限低于一秒,在新规则下扩大到最多一小时。欧洲新闻网和国际计量局决议都指出,专家们不认为这个差距在很长一段时间内会真正达到那一小时的限制——《科学美国人》引用了一个超过1000年的估计,而欧洲新闻网报道专家们说在实际需要进行任何更正之前会经过相当长的时间,可能是几个世纪。

这一变化主要影响必须在原子时间和民用时间之间进行转换的系统——卫星导航、电信网络、金融交易平台和电网同步——根据欧洲新闻网,所有这些都将因不再需要处理不规则的一秒插入而受益。依赖于精确天文对齐的领域,如大地测量和某些天文学领域,将需要分别跟踪不断增长的UT1-UTC差距,而不是依靠UTC来为他们做这件事。

普通时钟、手机和日程表在2027年5月20日不会发生明显的变化。欧洲新闻网指出这个转变对公众来说是不可察觉的,与周期性季节时钟变化不同。

还有什么要来

在同一凡尔赛会议上通过的另一项措施,即关于秒的未来定义的决议4,为最终重新定义秒本身奠定了基础,根据国际计量局决议材料,预计将在2030年第29次CGPM会议上提出决定。这是与闰秒变化相区别的更长期项目,不改变2027年5月20日连续UTC的时间表。