協調世界時

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協調世界時（Coordinated Universal Time、Universal Time Coordinated）

　　協調世界時又稱世界統一時間、世界標準時間、國際協調時間，從英文Coordinated Universal Time和法文TEMPS UNIVERSELLE COORDINEE而來，簡稱UTC。它是以國際原子時(TAI) 秒長為基準、在時刻上儘量接近世界時(以本初子午線的平子夜起算的平太陽時)的一種時間計量系統。中國大陸採用ISO 8601-1988的《數據元和交換格式信息交換日期和時間表示法》(GB/T 7408一1994)， 稱之為國際協調時間。

　　協調世界時表述的是零時區的一天中的時間，又稱為世界標準時。我國首都北京位於東八時區,時間比“UTC"晚八個小時，也就是說，世界標準時00時，我國地方標準時間(北京時)為08時，北京時的英文縮寫為“BST"( Beijing Standard Time）。

　　國際原子時的誤差為每日數納秒，而世界時的誤差為每日數毫秒。對於這種情況，一種稱為協調世界時的折衷時標於1972年面世。為確保協調世界時與世界時相差不會超過0.9秒，在有需要的情況下會在協調世界時內加上正或負閏秒。因此協調世界時與國際原子時之間會出現若幹整數秒的差別。位於巴黎的國際地球自轉事務中央局負責決定何時加入閏秒。

　　1884年，在華盛頓召開了國際子午線會議(International Meridian Conference)，英國格林尼治皇家天文臺的當地平太陽時被指定為通用日，以午夜零時作為當天的起點。這種規定符合民用格林尼治時間(GMT)，民用GMT自1847年起就在大不列顛島使用。相比之下，天文GMT開始於當天午夜後12小時的中午，直到1925年1月1日都是如此。與之相反，航海GMT開始於當天午夜前12小時的中午，至少到了1805年英國皇家海軍還在使用，航海GMT在其他地方又被使用了更長的時間，因為1884年的國際子午線會議提到了它。1884年，有三分之二的圖表和地圖使用格林尼治子午線(Greenwich Meridian)作為它們的本初子午線(Prime Meridian)。1928年，國際天文聯合會(International Astronomical Union)引入了世界時(UT)的概念來指代GMT，UT的一天開始於GMT的午夜。直到19世紀50年代，廣播時間信號都是基於世界時UT，因此基於地球的自轉。

　　1955年，銫原子鐘的發明，提供了一種比天文觀測更穩定且更方便的守時機制。1956年，美國國家標準局(U.S. National Bureau of Standards)和美國海軍天文臺(U.S. Naval Observatory)開始研究基於原子頻率的時間尺度。到了1959年，這些時間尺度被用來生成WWV時間信號，並通過廣播它們的無線電臺廣為人知。1960年，美國海軍天文臺、英國格林尼治皇家天文臺以及英國國家物理實驗室(UK National Physical Laboratory)協調了它們的無線電廣播，由此時間的步長和頻率的變化得到了協調，這樣產生的時間尺度也被正式命名為“協調世界時”。

　　1958年，將新確立的銫原子躍遷頻率和曆書秒聯繫起來的數據被公佈。當曆書秒在支配太陽系行星和衛星運動的定律中充當自變數時，曆書秒這種時間間隔可以使得這些定律能夠準確預測太陽系中天體的觀測位置。在觀測精度允許的範圍內，曆書秒的長度是一定的，就像原子秒一樣。這次公佈的數據使得原子秒的某一長度值可以很好地用於天體運動定律中。

　　1961年，國際時間局開始在國際上協調不同的UTC時間( 但是直到1967年國際天文學聯合會才採用“協調世界時”這個命名 )。從那以後，每幾個月就會出現時間跳躍的情況，頻率的改變發生在每年的年末。每次跳躍都使時間增加100毫秒，這種UTC時間旨在能和世界時UT2保持很近似。

　　1967年，國際單位制秒根據銫原子鐘產生的頻率被重新定義，這樣定義的秒實際上和曆書時的秒長度一樣。這個頻率就是1958年以來暫時用於TAI時間的頻率。很快人們發現讓不同長度的UTC秒和SI秒並存於TAI中是不對的。人們認為，時間信號保持在一個恆定的頻率會更好，而那個頻率應該和SI秒相符合。因此，有必要依賴於時間跳躍來保持時間信號和世界時UT很接近。人們在一個被稱為“跳躍原子時”(SAT)的服務中嘗試了這項實驗，SAT時的秒長和TAI時的秒長一致，另外SAT使用了長度為200毫秒的時間階躍來保持其和世界時UT2的同步。

　　在UTC以及SAT系統中進行頻繁的時間跳躍並不令人滿意。1968年，G. M. R. Winkler以及銫原子鐘的發明人Louis Essen，各自獨立地提出時間階躍的長度應僅為1秒。連同UTC的秒長應和TAI的秒長一致的觀點，這樣的系統最終得到了認可。UTC時間的最後一次不規則時間跳躍發生在1971年底，其長度為0.107758TAI秒，因此UTC時間1972年1月00:00:00恰好等於TAI時間的1972年1月00:00:10，這樣一來UTC和TAI之間的時間差就被調整為了整數秒。同時，UTC時間每秒的變化和TAI的變化精確地一致。另外，UTC時間也開始在時刻上更接近UT1而非UT2。一些報時信號開始播報UT1和UTC之間的修正值DUT1，來滿足那些需要比當前UTC更接近UT1的應用。