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時間秒數記錄

圖文 更新时间:2024-08-27 00:17:51

許多人應該都熟悉“閏年”和“閏月”,“閏年”最有趣的事情是讓一些朋友四年才能過一次生日,“閏月”卻讓用中國農曆計算生日的朋友,一年過上了兩次生日。

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二十四節氣 與 地球公轉

閏年:是指該年有366日,即較平常年份多出一日。閏年是為了彌補因人為曆法規定的年度天數365日和平均回歸年的大約365.24219日的差距而設立的。閏年的二月為29天。閏年的2月29日為閏日

閏月:中國傳統的農曆,是陰陽合曆。陽曆是以平均回歸年制定的,陰曆則是以月亮的陰晴圓缺變化而制定,基本3年陰曆與陽曆的時間差距會超過一個月。為了協調陰曆年與陽曆年之間的天數,農曆設置了“置閏法”,現行農曆置閏方法是“十九年七閏”。即每隔兩年到三年,就必須增加一個與上一個月相同的農曆月份,增加的這個月叫閏月。

“閏秒”,這個已經存在了幾十年,卻不被大多數人所了解的時間。随着計算機系統在生活中的廣泛應用,已經變得對日常生活影響越來越大。

閏秒的産生原因

要了解閏秒的産生,我們需要先知道幾個時間概念。

  • 國際原子時(International Atomic Time),縮寫 TAI
  • 觀測太陽時(Observed Solar Time),縮寫 UT1
  • 協調世界時(Coordinated Universal Time),縮寫 UTC

最早人們把地球自轉一圈的時間平分為24小時,再以60進制為基礎,創造了分和現代的秒作為時間組織的單位,但是後來卻發現地球的自轉周期是不規則變化的。在1960年國際度量衡大會上,将秒定義為較為精确的平回歸年的1 ⁄ 31556925.9747,并成為國際單位制(SI)的一部分,被稱為觀測太陽時(UT1,Observed Solar Time)

在1967年,SI的秒再次被重新定義為一個铯-133原子在基态的兩個超精細能階之間的躍遷中發射輻射的9,192,631,770個周期,被稱為國際原子時(TAI,International Atomic Time)

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铯 原子鐘

後來,在國際原子時的基礎上制定協調世界時(UTC)标準時。由于UTC主要使用TAI時間,為了彌補UT1與TAI之間的差異,在1972年,引入了閏秒系統,以便将UTC秒設定為與标準SI秒完全相等,同時仍保持UTC時間在UTC日期的每一天中與UT1的變化同步。

所以,閏秒是為了彌補精确的國際原子時(TAI)和觀測太陽時(UT1)之間的差異,而不得不被應用于國際标準時(UTC)的“一秒的調整”

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2017年元旦 閏秒

自1972年開始到現在,全球已經進行了27次閏秒,均為正閏秒(将UTC時間向後撥1秒,即最後一分鐘為61秒)。最近一次閏秒在北京時間2017年1月1日7時59分59秒(時鐘顯示07:59:60)出現。這也是本世紀的第五次閏秒

地球的自轉從2016年開始加速,2022年6月29日,地球自轉一周的時間比正常的24小時少用了1.59毫秒。如果這樣的趨勢繼續增加,我們或将會迎來引入閏秒機制後的第一次負閏秒(将UTC時間向前撥1秒,即最後一分鐘為59秒)。

閏秒的管理機構

閏秒的調整最初委托給國際時間局,與1988年1月1日轉交給國際地球自轉服務(IERS)。IERS通常在UTC和UT1之間的差額接近0.6秒時插入閏秒,以防止UTC和UT1之間的差額超過0.9秒。

國際時間局(縮寫為BIH)系位于法國的巴黎天文台,主要工作是收集和處理世界上各天文台對世界時和經緯度測量的結果,為世界各個國家的授時中心提供精确的世界時,主持世界各地天文台的經度聯測工作,提供國際原子時和協調世界時的服務。1987年該組織撤銷,其工作由國際度量衡局(BIPM)和國際地球自轉和參考座标系統服務(IERS)接管。

國際地球自轉服務(International Earth Rotation Service,IERS)全稱為國際地球自轉和參考系服務(International Earth Rotation and Reference Systems Service),是一家提供全球時間和參考系标準的機構。于1987年由國際天文聯合會和國際大地測量學與地球物理學聯合會共同創立,取代先前的國際極移服務(IPMS)和國際時間局(BIH)地球自轉部分的工作。1988年1月1日正式開始運作。

因為地球自轉速度的變化并沒有明顯的規律,所以UTC插入閏秒的間隔也不規則且不可預知。每次需要插入閏秒時,都有IERS提前六個月決定,基本設置在當年的6月30日12月31日最後一分鐘插入閏秒。

閏秒造成的影響

自1972年開始到現在,全球已經進行了27次閏秒,在最初引入閏秒時全球計算系統使用還不普遍。但是随着計算機系統在日常生活中的廣泛使用,閏秒的插入對依靠精準計時服務器的計算機系統就會産生巨大的影響。

2012年,由于增加一個正閏秒,許多知名網站出現服務中斷,社交平台LinkedIn、社交網站Reddit、美國商戶點評網站Yelp、開源社區Mozilla等都報告了系統崩潰的情況。澳大利亞最大航空公司的值機系統出現IT故障,導緻400多個航班延誤兩小時。

2015年,UTC又增加一個正閏秒,導緻好幾家科技公司的系統再次出現了問題,其中包括推特和安卓。

随着類似電動汽車自動駕駛系統,這些實時運算計算機系統的廣泛應用,将更加依賴精準計時服務器。以往幾次正閏秒的插入,都或多或少造成了計算機系統服務的中斷,而到目前為止插入負閏秒,還從未在全球計算機系統上被大規模驗證過。

按照現在地球自轉速度變化的趨勢,我們有可能将會迎來自1972年以來第一負閏秒,它有可能會在世界各地導緻不可預測的嚴重後果。

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