为何2015年7月1日“凭空”多一秒

叶清

为何2015年7月1日“凭空”多一秒

叶清

根据中国科学院国家授时中心宣布，由于地球自转减慢，作为“北京时间”产生的中科院国家授时中心，在北京时间2015年7月1日上午8时前增加一秒钟。本来7时59分59秒后，是8时整，却出现了先有7时59分60秒，然后才是8时整的奇特现象。这多出的1秒钟便称为“闰秒”。

闰秒对大多数人还十分陌生，人们较为熟悉的是闰年、闰月。什么叫“闰”？从词意上解有二层含义：其一是“余数”，多余出来的叫“闰”；其二对“正”而言是“副”或“偏”之意。

闰年对公历或阳历来讲是“闰余”。太阳回归年长度是365.2422天，而平年只有365天，4年约多出1天，便4年设1闰年。平年2月份只有28天，那么闰年的2月份便要“闰余”1天，即29天，这一天便叫“闰日”。2012年公历闰年，便有2月29日。凡“闰日”这天出生的人，只能4年过一次生日。

闰年对农历或阴历来讲则不然。由于农历是以朔望月长度做为制历的基本周期，如果每个农历年只有12个月，则比回归年少11天多。因此采取19年七闰，每个闰年有13个月。这个月的设置要看不含“中气”的朔望月，并称为前一月份的“副月”、“偏月”，称“闰某月”。如2006年农历（丙戌年）有闰七月，这个月在农历七月之后并且只有节气“白露”没有中气。又如2014年农历（甲午年）有闰九月，这个月在农历九月之后，开始于10月24日，中气“霜降”刚过；结束于11月21日，中气“小雪”还没来。这个月只有节气“立冬”没有中气，称闰九月。

“闰秒”是指为保持协调世界时接近于世界时时刻，由国际计量局统一规定在年底或年中（也可能在季末）对协调世界时增加或减少1秒的调整。由于地球自转的不均匀性和长期变慢性（主要由潮汐摩擦引起的），会使世界时（民用时）和原子时之间相差超过到±0.9秒时，就把世界时向前拨1秒（负闰秒，最后一分钟为59秒）或向后拨1秒（正闰秒，最后一分钟为61秒）。 闰秒一般加在公历年末12月31日午夜（格林尼治时间）；或者公历六月末，也就是格林尼治时间6月30日午夜24时，由于北京处于东八时区，所以 “闰秒”在北京时间7月1日上午7时59分59秒后增加1秒，即先有7时59分60秒，然后7时59分61秒才是8时0分0秒。

为什么会出现“闰秒”呢？和目前世界通用的两种时间计量系统有关，即“世界时”和“原子时”。“原子时”是由原子振荡周期确定的，相对恒定不变。而“世界时”是根据地球自转的天文测量而得出的。

公历是按照地球自转并绕太阳运行的时间来制定。但由于地球自转速度减慢，公历时间与1972年国际社会规定的原子钟时间还有微小误差。为了计时十分精确，设在巴黎的国际地球自转委员会提出闰秒制，随时进行校正。目前全世界使用的标准时间是“协调世界时(UTC)”,这是天文时和原子时两个时标协调后的产物。当“协调世界时”与天文时之差超过正负0.9秒时，就对“协调世界时”做出1整秒的调整，这一技术措施就称为“闰秒”，又称“跳秒”。1993年6月30日格林尼治时间最后1分钟增加1“闰秒”，成为61秒。而2006年第一天也增加1闰秒。自1972年以来“协调世界时”总共加了25个闰秒。这种微小的增添对常人来讲毫不察觉；但是 “闰秒”对从事航天工业或天文科学来讲，就不是无关紧要了。尤其对于全球计算机及数据网络会造成极大影响，特别是卫星通信、航空运输、股票交易等对时间精准度要求极高的行业。

其实，地球发展史的近几亿年来，地球自转速度逐渐变慢。那么，人们是如何知道这一情况的呢？是通过对各不同地质时期珊瑚化石的测量得出这个结论。

1963年英国著名的地质古生物学家威尔斯教授经过研究首次发现，珊瑚的增长物与时间有密切联系。珊瑚外壁每昼夜都会增长一细微石灰质生长脊（厚度小于50微米），一年则成为一突出的生长环，这就是珊瑚的年轮。在每一生长环里，有与一年天数相等的生长脊。威尔斯在深入研究后惊人地发现，珊瑚的生长脊数目自地质时期以来是不一样的。现在约365圈，说明一年约365天。而距今五亿年的奥陶纪是412圈，距今四亿年的志留纪为400圈，距今三亿五千万年的泥盆纪为398圈，距今三亿年的石炭纪为393圈，距今二亿五千万年的二迭纪为390圈。所以奥陶纪一年412天，志留纪一年400天，泥盆纪一年398天，石炭纪一年393天，二迭纪一年390天，。

这说明古时候地球一年的天数比现在多。近代天文学研究认为，整个地质时期地球绕太阳公转周期基本不变，只能得出这样的结论--地球自转速度逐渐变慢。如果现在地球自转一周（一天）约24小时（23小时56分4秒），那么五亿年前的奥陶纪一天只有：24×365÷412＝21.26小时。距今三亿年的石炭纪一天只有：24×365÷393＝22.29小时。地球自转速度逐渐变慢主要原因是由于地球上潮汐摩擦引起的。