速度与平均速度之间的关系,平均速度与速度之间有什么不同吗

首页 > 教育 > 作者:YD1662022-12-03 06:19:50

中国计量院铯原子喷泉钟︱中国计量科学研究院

2 什么是闰秒

以上一共出现了三种「秒」,分别是基于地球自转的「平太阳秒」,基于地球公转的「历书秒」以及基于微观物理现象的「原子秒」。其中原子秒不再与天文现象挂钩,而与此同时一天的长度仍然有着明确的天文学意义,这就引发了新的问题——「闰秒」的出现正与这一变化有关。

在平太阳秒时代,一天和一秒之间有着严格的换算关系:86400秒为一天。而在原子秒时代,由于地球自转的不均匀性,86400个原子秒不再严格等于一个平太阳日,两者每天会出现1~4毫秒不等的时间差,有时一年下来的累积时差可以达到1秒以上。这种差异会让基于地球自转的世界时(UT1)与基于原子秒的国际原子时(TAI)很快失去同步。

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可能有人觉得一年1秒的误差算不上什么,但不要忘了世界时可以反映出任一瞬间地球自转轴在三维空间中的角位置,这对于导航定位、天文大地测量、深空探测等领域而言是至关重要的信息之一[5]。为了协调世界时与原子时,协调世界时(UTC)应运而生。协调世界时基于国际原子时,两者的唯一区别在于协调世界时有闰秒机制,这是为了确保协调世界时与世界时(UT1)之间的时间差不超过0.9秒。自1972年到2016年,为了抵消地球自转减慢的影响,UTC已经添加了27次闰秒。

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1972年以来UT1与UTC的时间差变化︱Wikipedia

3 为什么要取消闰秒

既然有了闰秒以后时标之间的同步问题得到了解决,那为什么国际计量大会这一次又宣布取消闰秒呢?从这一次决议文件的内容来看,关于UT1与UTC的最大允许时间差多年以来一直在讨论,主要原因有三[6]:

第一是闰秒机制会引起时间计量上的不连续,这可能会导致重要数字基础设施出现严重故障,包括全球卫星导航系统(GNSSs),电信,能源传输系统等。

第二个原因是数字网络运营商以及全球卫星导航系统采用了不同的方式处理闰秒带来的影响,但各家在解决问题时并没有遵循统一的标准。这种方法上的不协调又会进一步影响重要国家基础设施相互间的协同能力,从而产生不稳定的风险隐患。不同方法的引发的混乱还会威胁到UTC作为唯一参考时标的地位,同时也影响了国家计量机构作为计量标准颁布来源的权威。

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各国卫星导航系统应对闰秒的方式不尽相同︱Engineering at Meta


另外最近对地球自转速率的观测显示地球自转存在加速的迹象,这意味着可能需要引入负闰秒,这是过去未曾出现的情况。

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