此语言为机器翻译,尚未经过人工审核。

科学 · 文章

闰秒解释:世界时间如何工作以及为什么它们正在被废除

发布:

Screen grab of the UTC clock from www.time.gov during the leap second on 31 December 2016.
图片: US Government / NIST · Public domain · Wikimedia Commons

要点

闰秒是添加到协调世界时(UTC)的一秒钟修正,使其保持在距地球实际自转0.9秒以内。2026年10月15日,国际计量大会(CGPM)投票决定从2027年5月20日起停止插入闰秒,让UTC与地球自转的偏差可达一小时,而不是一秒。

此版本是原文(English)的机器翻译。 阅读原文

2026年10月15日,在法国凡尔赛举行的国际计量大会(CGPM)的代表投票决定停止向协调世界时(UTC)添加闰秒,UTC是全球时钟、卫星和计算机网络的基础时间标准。这项投票被记录为第28届CGPM的第5号决议,规定2027年5月20日——世界计量日——为UTC成为连续时间刻度的日期,不再使用自1972年以来的一秒调整。

闰秒实际上是什么

UTC由两种不同的时间测量方式组成。国际原子时(TAI)以原子钟定义的恒定速率运行。世界时(UT1)跟踪地球的实际自转,由于风、洋流、冰川融化和行星内核和地幔的运动,自转速度略有变化。UTC被设计为一种折衷方案:它以与TAI相同的速率运行,但偶尔会通过闰秒进行调整,使其与UT1的偏差不超过0.9秒。

该系统始于1972年,当时UTC已经比TAI晚10秒。从那时起,已经插入了27个闰秒——总是增加一秒,从不减少——最近一次是在2016年12月31日。因此,自2017年1月以来,TAI已经比UTC快37秒。

谁决定,以及如何决定

自1988年1月1日以来,安排闰秒一直是国际地球自转和参考系统服务(IERS)的工作。国际计量局(BIPM)总部设在巴黎附近,它整合来自全球原子钟网络的读数以产生TAI,以及由此产生的UTC。当测量显示UT1和UTC接近0.9秒限制时,IERS会提前大约六个月宣布闰秒,在6月或12月底执行。

时间保持者为什么想要废除它

闰秒产生了一个大多数软件从未被设计来处理的问题:一个有61秒的分钟,或一个时钟短暂重复自己。根据ABC新闻澳大利亚,过去的闰秒与包括Cloudflare和Reddit在内的平台的中断有关,因为这多出的一秒违反了时序代码中的假设。不规则的、短期通知的安排使卫星、电信和金融系统的运营者难以做好准备。

一个更新的复杂性加速了完全放弃闰秒的推动。自2010年代中期以来,地球的自转一直在加速,越来越接近UTC可能需要负闰秒的一点——移除一秒而不是添加一秒——有史以来的第一次。悉尼科技大学的Darryl Veitch告诉ABC新闻澳大利亚,这样的调整'从未发生过,因此该软件从未被测试过'。《科学美国人》报道称,工程师们警告这样的情景可能类似于数字基础设施的'小Y2K'事件,而美国海军天文台的Nick Stamatakos说避免负闰秒是'一个非常大的驱动力',使UTC的容差扩大。

经过30年的辩论,我们已经准备好了。

— Noël Dimarcq,法国国家科学研究中心高级科学家和BIPM时间频率委员会主席,引自《科学美国人》

两项决议,间隔五年

该决定不是一步到位的。在2022年11月的第27次会议上,CGPM采纳了第4号决议,同意UT1和UTC之间的最大允许差异将在'2035年或之前'增加。该决议要求国际计量委员会(CIPM)提议一个具体的新容差,最终决定将在CGPM的下次2026年会议上做出。

该会议于2026年10月12日至15日在凡尔赛举行。在最后一天,CGPM采纳了第5号决议,将UT1和UTC之间的新最大允许间隙定为3,600秒——一小时——并将2027年5月20日定为变化生效的日期,根据《科学美国人》和已发布的BIPM决议文本。

闰秒规则:2027年5月20日前后
方面至2027年5月19日自2027年5月20日起
允许的最大UT1–UTC偏差0.9秒3,600秒(1小时)
调整机制闰秒(±1秒)闰小时(机制尚未设计)
谁宣布它IERS,提前约6个月仍为IERS,但预计不久将不需要
历史上使用的次数自1972年以来的27个闰秒,最后一次在2016年12月31日无——预计约1,000年内不会达到阈值

接下来会发生什么

在新规则下,UTC将以与原子时相同的速率运行,不进行修正,直到与地球自转的间隙接近一小时——ABC新闻澳大利亚说这一点不太可能在大约1,000年内到达。如果或当它确实到达时,任何未来的'闰小时'调整尚未设计;2026年的决议故意避免在需要之前指定替代机制。对于大多数计算机系统,实际效果是移除,而不是添加:工程师可以停用为处理闰秒而编写的特殊情况代码,2016年12月31日仍然是,可预见的未来,闰秒最后一次被添加到UTC的时间。

常见问题

闰秒到底是什么?
它是偶尔添加到协调世界时(UTC)的一秒钟调整,以将其保持在距UT1(基于地球实际自转的时间刻度)0.9秒以内。根据维基百科对IERS记录的总结,从1972年到最近的2016年12月31日共插入了27个。
为什么闰秒正在被废除?
它们破坏了假设每分钟恰好有60秒且时钟从不重复或跳跃的软件,并且与Cloudflare和Reddit等平台的过去中断有关,根据ABC新闻澳大利亚。一个更新的顾虑是地球的自转自2010年代中期以来加速,增加了未测试的负闰秒的风险。
闰秒系统实际上何时结束?
CGPM的第5号决议于2026年10月15日在凡尔赛第28次会议上通过,根据《科学美国人》和BIPM的决议文本,将2027年5月20日——世界计量日——定为UTC停止使用闰秒调整的日期。
什么替代了闰秒?
代替频繁的一秒修正,UTC将被允许从UT1漂移最多3,600秒(一小时),然后才能进行任何调整。ABC新闻澳大利亚报道称,这样的'闰小时'预计不需要大约1,000年。
我的电话或计算机时钟会在2027年5月20日改变吗?
那一天不会发生单一的时钟跳跃。该变化只是移除了可能在未来插入或移除一秒的机制;实际应用的最后闰秒仍然是2016年12月31日。

来源

  1. Wikipedia — Leap second
  2. BIPM — Resolution 4 of the 27th CGPM (2022)
  3. Scientific American — Scientists Vote to End Leap Seconds, Redefining How the World Keeps Time
  4. ABC News Australia — We may be about to lose the leap second for good

本文由人工智能撰写,发布前已通过自动来源核查。如发现错误,请申请更正。 申请更正或回应 · 我们如何制作

相关文章