2015年“闰秒”再来袭，地球兄弟奔跑吧

曹召顺　牛民吉

中科院国家授时中心公告：国际标准时间（即协调世界时UTC）将在2015年6月30日（格林尼治时间）实施一个正闰秒，即增加1秒。由于时差的原因，我国将在北京时间2015年7月1日的7时59分59秒和全球同步进行闰秒调整，届时将会先出现特殊的“7：59：60”，然后才是正常的“8：00：00”，这就是“闰秒”。

“闰秒”是由国际计量局对我们日常生活所用的时间——“协调世界时”做出增加或减少1秒的调整，一般在公历年末或六月末把时间向前拨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）。国家授时中心最近曾于北京时间2012年7月1日7时59分59秒进行过“闰秒”调整。

为什么要“闰秒”

一般来说，引起地球自转速度长期减慢的最主要自然原因是潮汐摩擦，除此之外还有地球上各处海拔高度上的变化、全球气候变暖导致海水增多自转惯量增加、季风变化引起的春季变慢；人为原因有人造地球卫星的发射、地下石油的大量抽取、大型水利设施的修建等。当然，大地震则会加快地球自转，如美国国家航空暨太空总署（NASA）科学家曾表示：2010年2月27日智利8.8级地震震偏地轴，使地球自转周期缩短1.26微秒（1微秒=百万分之一秒），不过地震产生不了“秒”级误差。因此，目前地球自转速度以减慢为主，从1972年开始每一次“闰秒”调整都是“正闰”。

“闰秒”的原理是什么

世界时（UT）就是格林尼治时间，它是以地球自转为基础的时间计量系统。原子时是以物质的原子内部发射的电磁振荡频率为基准的时间计量系统，初始历元规定为1958年1月1日世界时0时，秒长为铯原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9 192 631 770周所持续的时间。原子钟的精度非常高（美国科罗拉多大学天体物理学研究所联合实验室研发出锶晶格原子钟，其50亿年的误差为正负1秒），很多科研领域必须依靠精准的“原子时”，如全球卫星导航需要精确到纳秒、卫星发射需要精确到微秒等。

这样就有了两个时间计量办法：基于地球自转周期的“世界时”和基于原子振荡周期的“原子时”。可是地球自转不稳定，“世界时”经常有变化，大约1～2年会差1秒，随着时间的发展这个误差会放大。而协调世界时（UTC）就是为了协调世界时与原子时之间的误差而提出的一个折衷时间概念。1971年国际计量大会通过决议，除特殊的科学研究领域外，全球一律统一使用“协调世界时”，当“世界时”和“原子时”之差超过0.9秒时，国际地球自转服务组织（IERS）就负责对“协调世界时”拨快或拨慢1秒以求尽量接近世界时，也要求世界各地各行各业都做出调整以保证时间统一，这就是闰秒原理。而我国从1972年起也做过多次闰秒调整，今年是第26次。

“闰秒”如何调整

“闰秒”调整过程并不顺利，稍有差池就会产生“闰秒故障”。由于国际上很多系统时间都以“协调世界时”为准，而这些系统无法处理突然增加或减少的闰秒数据（连续两次出现同1秒钟），从而导致全球网络服务陷入临时性中断或乱套现象。譬如，2012年的闰秒调整，当时Reddit、Gawker、LinkedIn以及Yelp等网站都陷入临时性服务中断状态，大型航空公司预定系统Amadeus Altea也受到影响。因此，有专家提出采用谷歌“leap smear”（闰秒弥补）技术，通过修改网络时间协议，在相对较长的时间内逐步向时钟里添加毫秒，能在官方闰秒时间来临时正好添加1个闰秒，达到规避“闰秒故障”的效果。

闰秒虽然有些麻烦，但是时间统一非常重要，即使是1秒。例如，航天飞船1秒钟的路程近8千米，误差1秒会使飞船轨道出现偏移，导致着陆地点相差十万八千里，这就是“差之毫厘，谬以千里”。那么，我国将如何调整？在闰秒这一刻，首先是授时中心负责的时间基准系统通过专用“闰秒”软件自动完成闰秒调整，然后是国家授时中心长波、短波、低频时码、互联网、电话和时间戳服务等各类授时服务信号或信息的时间都将作相应“闰秒”调整，然后是全国所有接收国家授时中心发播的标准时间信号、标准时码信息的精密时间用户，都会自动及时调整。对于普通民众来说，由于手机时间来自通信基站，会自动调整，而一般手表需要对照电视台、电台等进行手调。