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Dec. 30 2016

2017元旦多一秒,臺灣跨年不受影響

  • 2017元旦多一秒,臺灣跨年不受影響

    2017元旦多一秒,臺灣跨年不受影響

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是不是總想著休假如果可以長一點有多好?你的願望就要實現了!因為明年的元旦假期真的可以多休一點,但是──只有一秒鐘!因為全球將在世界時(UT)2016年12月31日,統一加上23:59:60這一秒,英國的朋友跨年得要卡卡多數一秒鐘,不過在臺灣的時區是世界時+8,因此這多出的一秒鐘會出現在2017年1月1日7:59:60,當天在7:59:59之後會是7:59:60,之後才是8:00:00,賴床的朋友可以多睡一秒鐘!

閏秒可以預測嗎?

閏秒發生的時間並無規律性,因此無法預測。會造成閏秒的原因是因為地球的自轉並非均勻等速,而一秒鐘的時間長度是根據銫的133的振盪頻率來定義的,當這兩者不一致時,就必須加上閏秒來做調整。自1972年實施閏秒制度以來,已經加上了26秒,今年世界標準時所加上的閏秒將會是史上第27次的閏秒。當一號世界時(UT1,註)與世界協調時(UTC)的差值在半年或一年內將超過0.9秒時,國際地球自轉組織(International Earth Rotation Service,簡稱IRES)所屬設在法國之中央局,就會於八週前向世界各時頻機構發佈調解閏秒預告,在世界協調時的6月30日或是12月31日的最後一分鐘做閏秒調整。國內則由國家時間與頻率標準實驗室通告。

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國際原子時(TAI)、零號世界時(UT0)、一號世界時(UT1)、二號世界時(UT2)、閏秒,與世界協調時(UTC)的關係,本圖取自國家時間與頻率標準實驗室。

地球自轉速度會什麼會變來變去?

地球會受到月球的潮汐力影響,而使得自轉變慢,一天的長度在每世紀增加約2.3毫秒。數十億年來,月亮的重力使得地球海洋有明顯的潮汐現象;然而也因這個潮汐作用,自轉速度較快的地球不斷地將月亮的公轉速度拉快,最後使得月亮以平均每年4公分的速度遠離地球,同時也會使得地球的自轉速度逐漸減慢。最後當月亮公轉地球一週的時間長達47天時(現在是27.3天),地球自轉一週的時間也慢成47天,換句話說:地球和月亮都將變成同步自轉的樣貌──永遠以同一面面對彼此。

但是會影響地球自轉速度的原因不只有月球的潮汐力,還與地殼與地核的相對運動所造成的地函對流有關,此外任何會讓地球質量重新分布的重大地理事件,也都會造成地球的轉動慣量改變,由於角動量守恆的關係,就會影響地球的自轉速度,有時候反而會讓地球的自轉速度變快。舉例來說,冰河反彈(glacial rebound,因冰河融化造成岩石圈和軟流圈上的負載減少,而反彈到其靜力平衡面的現象)就使得一天的長度在每世紀減少約0.6毫秒。2004年的印尼大地震,也造成一天長度減少2.68微秒。從下圖中,我們可以看出來,自從1972年開始實施現行的閏秒制度以來,加入閏秒的頻率有降低的趨勢,也就是說,地球自轉變慢的速度跟1972年比起來,其實稍微減緩了一些。

Leapsecond.ut1-utc

一號世界時(UT1)與世界協調時(UTC)的差值,垂直往上的線條代表加入閏秒修正。

Deviation_of_day_length_from

1962年至2015年間,一天的長度與86400秒的差值(灰色線條)、一年間的平均差值(綠色線條)、實施現行閏秒制度後的累計差值(紅色線條),以及加上閏秒的時間點(紅點)。

table

1972年到目前所實行的閏秒狀況。

如何校正時間?

根據國家時間與頻率標準實驗室指出,本次閏秒調整後,世界協調時(UTC)及國際原子時(TAI)之差,會從UTC 時間2015年7月1日0時至2017年1月1日0時的UTC – TAI = – 36秒,改變為UTC 時間2017年1月1日0時至下次發佈閏秒的之間的UTC – TAI = – 37秒。另外國家時間與頻率標準實驗室所提供的網路校時(Network Time Protocol,簡稱NTP)服務及中華電信電話語音報時(117)均將配合作閏秒調整。使用者可於2017年1月1日8時後查詢標準時間,確認系統時間與國家標準達成時間同步。網路校時網址如下:

time.stdtime.gov.tw
clock.stdtime.gov.tw
tick.stdtime.gov.tw
tock.stdtime.gov.tw
watch.stdtime.gov.tw

而GPS時序不作閏秒調整;2017年1月1日前GPS-UTC = +17秒,閏秒後GPS-UTC = +18秒,GPS衛星系統將透過星曆廣播告知此時間差,使用的GPS接收機若無根據星曆廣播以修正UTC時間之功能,需於閏秒過後自行加上一秒,以免產生誤差。


註:

  • 世界時(UT):根據地球自轉為準的時間尺度。
  • 零號世界時(UT0):依據地球自轉、公轉軌道效應,加上月地潮汐擾動的觀測結果計算產生。
  • 一號世界時(UT1):因地球自轉軸並非絕對穩定,而是像陀螺一般,緩慢的繞著一個假想軸進動,這會造成每日的長度變化,UT0 再加上修正地球極軸運動效應稱為UT1。

資料提供:臺北市立天文科學教育館

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