閏秒之起因與其重要性(圖)
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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