閏秒之起因與其重要性(圖)

發表：2005-12-30 18:53

按時辦事對我們的生活至為重要，現代人利用作業計畫和時鐘來執行日常作息。同時因為多數人的作息規範，習慣於在正午頭頂太陽和在子夜披星戴月。換句話說，也就是我們希望記時器和地球自轉同步。這個以天象而定的時刻就是所謂的「環宇時標」（UT1）。

我們平日使用的時標是由所在地的時區和國際記時單位秒（SI）來訂定的。但是這個單位秒以平穩的步調前進，而並不會把地球自轉的減速考慮進去。這個自轉減速主因是月球、太陽對地表潮汐現象所產生的轉動能量磨損，較為次要的原因是冰河消融（地表質量重新分布）、在冰河消退後的地形上揚（地球轉矩的改變）、其他行星運動的擾動。所以類似用閏年來校正太陽曆，我們用閏秒來校正時鐘。否則，過了若干年代後，在正午十二點太陽才會懶洋洋的升起。這時標就是平日所用的調協環宇時標（UTC）。

UTC和國際原子鐘用的是同樣的單位，不同的只是相互間有整數秒鐘的差距。我們不時的加入（或減去）閏秒來調協保持UTC和UT1同步。在國際協約之下，UT1和UTC的差距必須保持在一秒之內。在國際地球自轉和參考系統組織（IERS）的監控下，當兩者之差在一秒以上時，閏秒就會從UTC加入（或減去）。協約中同時規定閏秒只能在12月31日、6月30日、3月31日和9月30的四天中做修正。

閏秒的修正是在上述四天之一的23時59分59秒之後和翌日0時0分0秒之前安置。雖然減去閏秒從未有需要（地球自轉基本是減慢的傾向），但果真發生，則23時59分的59秒就會被抹去。

簡言之，加入閏秒讓轉慢的地球追上我們的時鐘；技術上也異常簡單。像今年年底的閏秒，程序如下：

原為第365天23時59分58秒
第365天23時59分59秒
第001天00時00分00秒

變為第365天23時59分58秒
第365天23時59分59秒
第365天23時59分60秒
第001天00時00分00秒

如此我們UTC中安插了一個「瞞天過海的滴-答」。

(美國海軍天文臺(USNO)科學家托瑪斯．強森（Thomas Johnson）供稿, 月異譯述)

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