世界时、原子时、协调世界时:三种时间,三种尺子
“世界时”“原子时”“协调世界时”听起来像三个名字,其实是三种时间尺子:一个跟着地球转,一个跟着原子跳,一个是两者的折中。
世界时(UT):跟着地球转
世界时以地球自转为基准:太阳两次经过同一子午线,就是一个平太阳日。UT1 是它的精密版,由天文观测定出。
问题是地球转得不均匀:潮汐摩擦让一天每百年长约 1.7 毫秒,地震、大气和洋流还会让自转速度上下波动。世界时准到能反映地球的真实姿态,却不够均匀——拿它当尺子,尺子本身在伸缩。
原子时(TAI):跟着原子跳
国际原子时(TAI)以原子钟为基准:全球 80 多个实验室 450 多台原子钟的加权平均。TAI 从 1958 年 1 月 1 日开始算,均匀得无可挑剔,却和地球自转脱钩——它不管太阳在哪,只管原子跳了多少次。
GPS 时间也是原子时的一种:GPS 时间 = 原子时 − 19 秒(1980 年 1 月 6 日起,不加闰秒,这个差值永远是 19 秒)。
协调世界时(UTC):折中
协调世界时(UTC)是折中:它以原子时为底子,再加闰秒,让它跟地球自转保持一致。1972 年 1 月 1 日启用时,原子时 − 协调世界时 = 10 秒;之后一共加了 27 个闰秒,现在这个差值是 37 秒。
闰秒的作用就是把 UTC 和 UT1 的偏差控制在 0.9 秒以内:偏差快到 0.9 秒了,就加一个闰秒。2027 年 5 月 20 日起,闰秒取消,UTC 将不再加闰秒,|UT1−UTC| 的上限放宽到 3600 秒(1 小时)。
要点小结
三种时间尺子:世界时(UT)以地球自转为基准(UT1 为精密版),反映地球真实姿态但不均匀(一天每百年长约 1.7 毫秒);原子时(TAI)以原子钟为基准(全球 80 多个实验室 450 多台原子钟加权平均),从 1958 年 1 月 1 日开始算,均匀但和地球脱钩;协调世界时(UTC)是折中(原子时 + 闰秒,偏差控制在 0.9 秒以内),1972 年 1 月 1 日启用时原子时 − 协调世界时 = 10 秒,现为 37 秒(27 个闰秒);GPS 时间 = 原子时 − 19 秒(1980 年 1 月 6 日起,不加闰秒);2027 年 5 月 20 日起闰秒取消,|UT1−UTC| 上限放宽到 3600 秒。
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最后更新:2026 年 11 月 6 日
事实来源:《闰秒要取消了》《为什么 UTC 不叫 CUT》(本站);BIPM《Coordinated Universal Time (UTC)》;Wikipedia《International Atomic Time》。