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协调世界时(英语:Coordinated Universal Time,法语:Temps Universel Coordonné,简称UTC)是最主要的世界时间标准,其以原子时秒长为基础,在时刻上尽量接近于格林威治标准时间。中华民国(台湾)采用CNS 7648的《资料元及交换格式–资讯交换–日期及时间的表示法》(与ISO 8601类似)称之为世界协调时间。中华人民共和国采用ISO 8601:2000的国家标准GB/T 7408-2005《数据元和交换格式 信息交换 日期和时间表示法》中亦称之为协调世界时。

协调世界时是世界上调节时钟和时间的主要时间标准,它与0度经线的平太阳时相差不超过1秒,并不遵守夏令时。协调世界时是最接近格林威治标准时间(GMT)[1]的几个替代时间系统之一。对于大多数用途来说,UTC时间被认为能与GMT时间互换,但GMT时间已不再被科学界所确定。

协调世界时(UTC)正式形成于1963年国际无线电咨询委员会的374号建议中,该建议由多国时间实验室共同提出。人们对该时间系统进行过数次调整,直到1972年引入了闰秒机制,调整工作得以简化。也有很多人提议用一个没有闰秒的时间系统来替换掉协调世界时,但目前尚未就此达成一致。

现行的协调世界时根据国际电信联盟的建议《Standard-frequency and time-signal emissions》(ITU-R TF.460-6)所确定。UTC基于国际原子时,并通过不规则的加入闰秒来抵消地球自转变慢的影响。闰秒在必要的时候会被插入到UTC中,以保证协调世界时(UTC)与世界时(UT1)相差不超过0.9秒。

缩写

协调世界时的缩写为UTC。国际电信联盟希望协调世界时能够在所有语言有单一的缩写。英语法语区的人同时希望各自的语言缩写-CUT和TUC能够成为国际标准,结果最后妥协使用UTC,这个缩写跟从世界时变种(UT0、UT1、UT2、UT1R等等)的缩写模式。

机理

协调世界时把时间分为天、小时、分钟和秒。通常,天是使用格里历(公历)定义的,但也能使用儒略日。每天包含24小时,每小时包含60分钟。一分钟通常有60秒,但加入了随机的闰秒后,一分钟可能是61秒或59秒。因此,在UTC系统的时间尺度中,秒和比秒小的单位(毫秒、微秒等)其长度是固定的,但是对于分钟和比分还大的单位(小时、天、周等),其长度是可变的。国际地球自转服务组织(IERS)做出插入闰秒的决定,并至少在加入前6个月发布在该组织的“公告C”中 。闰秒是无法提前很早预知的,因为地球的自转速率是不可预测的。

几乎所有的UTC天都包含 86,400 SI秒,即每分钟正好有60秒。然而,由于一个平太阳日比86,400 SI秒稍微长一些,偶尔会有一个UTC天的最后一分钟被调整为61秒。多出的这一秒被称为闰秒,它体现了上一闰秒后比平太阳日多出来的全部时长(大约每天2毫秒)。一个UTC天的最后一分钟也可以是59秒,以此来适应地球自转得更快的情况,但是这样的可能性很小,至今还没有出现过。UTC天的长度不规则意味着带小数的儒略日和UTC时间不能很好的对应。

为了保证协调世界时很接近世界时UT1,UTC从基于TAI的线性方程转变成另一方程时,偶尔会出现不连续点。这些不连续点以闰秒的形式体现出来,这些不连续点就是造成了UTC天的长度不规则的闰秒。IERS规定不连续点仅出现在6月或12月底,但也有规定将3月或者9月作为备选 。国际地球自转服务组织(IERS)跟踪并公布UTC时间和世界时的差别,即DUT1 = UT1 - UTC,另外,IERS也负责引入不连续的闰秒来保证它们的时间差DUT1在±0.9秒之间。

由于时间膨胀效应[2],不在大地基准面或者快速运动的的标准时钟,将不会和UTC时间保持同步。因此,在必要的时候,从大地基准面时钟有确定关系的时钟那里获取的遥感信号,可以用来提供UTC时间,比如装在航天器等位置上的时钟。

如果查询不到描述两UTC时刻之间闰秒数量的列表,就不可能计算出这段时间内的精确时差。相应的,计算出一段以未来时刻为终点的时间间隔的时差也是不可能的,因为其中可能包含了数量不定的闰秒(比如,“现在”和“2099-12-31 23:59:59”之间有多少TAI秒)。因此,许多要求长期(多年)高精度测量的科学应用使用TAI来代替UTC时间。TAI也经常被用在不能处理闰秒的系统中。GPS时总是恰好比TAI时落后19秒(TAI时和GPS时都不受UTC中引入的闰秒影响)。

视频

协调世界时 相关视频

UTC宣传片!

参考文献