为什么协调世界时要取消闰秒？

本文转自：人民网-科普中国

每天正午时分我们能看到太阳运行到一天中的最高点，这似乎是天经地义的事情，我们所用的时间与基于地球自转周期来计时的天文时（UT1）似乎是永远绑定在一起的。但很少有人知道，我们目前采用的时间，其实是两个完全不同类型的时间“协调”出来的——一边是基于铯原子跃迁周期产生的原子时，提供现有计时系统的基础单位“秒”，特点是超级稳定；另一边是基于地球自转周期产生的天文时，相对而言没有那么稳定，但是符合我们“日出而作，日落而息”的习惯。

1967年起，国际上采用基于铯原子产生的原子秒作为单位来计时，保证了时间的“准”，但是由于地球自转周期过去很长时间整体表现为变慢趋势，因此原子时和天文时之间不可避免地产生了时间差，这种时间差长期累积，有可能在几万年后，正午12:00变成“半夜”。1972年国际计量界想了个折衷的办法：以国际原子时（TAI）打底，建立一套叫作协调世界时（UTC）的时间标尺；同时与地球自转协调，一旦UTC和天文时UT1差要超过0.9秒，就人为在UTC里加一秒（或减一秒），这多出来（或少下去）的一秒，叫闰秒。

从1972年至今，UTC一共插入了27次正闰秒（都是“多一秒”，在UTC时间的6月30日或12月31日，在23:59:59后出现23:59:60这个非标准时间戳，而不是直接变成00:00:00）。然而最近几年，地球自转莫名提速了，未来甚至可能出现史上第一次“负闰秒”——直接减掉一秒。这有可能对计时产生重大影响。

闰秒到底惹了什么“祸”？

对于墙上的挂钟，多一秒少一秒可能是没什么影响的，但在互联网、金融、导航的世界里，时间不仅仅是“几点几分”。

我们默认时间是连续的，闰秒却让时间产生了不连续的跳点，在处理时间戳时可能造成误差，在导航、电力、通信、金融和互联网系统中会导致严重的服务异常。

更麻烦的是闰秒不可预测。国际地球自转服务（IERS）一般会根据天文观测，提前6个月才宣布闰秒的决定，无规律可循，无法提前在代码里预测在何时多或者少这一秒，后续的时间节点无法确定。

1972年制定的这套规则，导致了计时的不连续性和不可预测性，对于几十年后涌现的关键应用，成为了令人头疼的问题来源。

为什么现在想要取消闰秒？

简单说就是各种情形与当年定下闰秒规则的时候有很大不同了。

第一，天文界不靠UTC来获取天文时UT1了。在1972年，能够让使用天文时的科学家从UTC直接获取UT1，是设置闰秒机制的最重要的目标。而目前，天文观测、卫星发射等活动可以采用天文学家专门测定的更准确的UT1，根本不依赖从UTC获得，当年闰秒最大的用户“跑”了。保留闰秒，对天文没多大用了，但是对其他应用，却是避之不及的“绊脚石”。

第二，负闰秒阴影。2020年后地球自转加快，若趋势延续，未来IERS可能宣布负闰秒，就是“减一秒”。正闰秒虽然持续造成负面影响，好歹也有27次历史应对经验，但负闰秒是零样本——几乎没有软硬件测试过应对效果，其影响堪比“千年虫”问题，如果通过重新设计软件来应对，会造成巨大的社会成本。国际上取消闰秒的呼声很高，得到了很多国家、国际组织和跨国企业的联合支持。

于是2022年11月，第27届国际计量大会（CGPM）通过决议：最迟到2035年不再插入闰秒，UTC将改为连续时标；并建议在第28届CGPM大会上确定UTC与UT1的容差。2026年10月15日，第28届CGPM大会通过决议，把UTC与UT1的容差的绝对值从0.9秒放宽到3600秒，能够在几千年内保证UTC的连续性，闰秒最终被取消了。那几千年后，UTC与UT1的时差真的达到3600秒后，人类要怎么做呢？科学家把这个问题留给我们的子孙去解决了，我们现在想象不到几千年之后科技会发展到什么程度，那时我们的子孙还会不会用UTC时间都不一定呢。

取消闰秒，我们要准备什么？

对于普通人来说就一句话“什么都不用做”。手机、电脑、智能手表都通过网络校时，厂商会静默切换。因为闰秒才是“异常”，把“异常”取消后，对我们普通用户来说就像什么都没有发生一样，这正是计量科学家追求的效果：计量科技翻天覆地的变革，对普通大众来说要做到“无感”。

然而对高准确度时间有需求的用户（基本都在前沿科技领域）来说，必须提前行动起来。对于从UTC获得天文时的用户，需要修改原来获取时间的手段，重写原来校验时间准确性的代码，因为UTC和UT1之间的时差绝对值大于0.9秒不再是异常的判断标准。金融交易、无线通信、互联网服务中原来处理闰秒的预案需要删除或停用，开展进一步的测试。卫星导航电文中仍然会发布UTC和UT1的时差，从长期来看，需要做软硬件的升级，保证电文的容量能够支持逐步增大的时差，我们有足够的时间来应对这些问题。

还有一项重要的事情，我们的法律、教材、标准等，还都是按照原来有“闰秒”来阐述的，需要开展相应的修订工作，从而保证在闰秒取消后，法律上、标准上不会产生“不合规”的问题；教材要与时俱进，使我们能够获取及时准确的时间计量知识。

作者：林弋戈 中国计量科学研究院 中国计量测试学会时间频率专业委员会

审核专家：房芳 中国计量科学研究院