协调世界时的变化及其重要性

从上面的讨论中我们看到，原子时由原子钟提供，它的秒长十分稳定，但它的时刻没有实际物理意义。而世界时则正好相反，它的秒长实际上并不固定，但它的时刻对应于太阳在天空中的特定位置，反映了地球在空间旋转运动时地轴方位的变化。这不仅与人们的日常生活密切相关，而且在地面定位、飞机和舰船导航中具有实际应用价值。大地测量、天文导航和宇宙飞行体的跟踪测量等领域，需要知道任意瞬间地球自转轴在空间中的角位置，即世界时时刻。而精密校频等物理学测量，则要求有均匀的时间间隔，即需要稳定的原子时秒长。

但是，时间服务部门不可能以同一个原子钟为标准发播时号同时满足性质完全不同的这2种要求，于是就出现了原子时和世界时如何协调的问题。

假定在某一时刻t0，原子时时刻与世界时时刻之差为零，即在t=t0时，AT-UT=0，由于地球自转不均匀，从t=t0之后起，AT-UT便不再等于零，而是随时间推移，该差值会越来越大。

从1959年8月开始，美国和英国的授时部门以原子时为标准发播时号，并不定期地对发射信号的载频实施时刻阶跃为50 ms的调偏改正。这个办法很快被其他一些国家的授时部门所采用。1960年，国际电信联盟向国际时间局提出建议，固定实施频率调偏改正的日期，最好在一年当中保持不变。这一建议得到了采纳。从1963年起，频率调偏引起的时刻阶跃由50 ms变为100 ms，以保证AT-UT的差值不超过0.1 s，调偏日期一般规定为每月的月初。

图2　闰秒方法

上图为正闰秒。事件发生时间为6月30日23时59分60.6秒
下图为负闰秒。事件发生时间为6月30日23时59分58.9秒

协调方法几经改变，目前（从1975年1月1日起）的办法为：(www.xing528.com)

（1）对发播信号的载频不再实施频率调偏。

（2）当原子时与世界时的时刻之差达到0.9 s时，对发播时号的时刻实施一个整秒的阶跃。这1 s称为闰秒，凡增加1 s称为正闰秒，减少1 s称为负闰秒。

（3）实施闰秒的时间一般为12月31日和6月30日最后1 s，也可在3月31日和9月30日的最后1 s上实施。如果有必要，每个月末最后1 s上都可实施闰秒。

显然，经过这样协调提供的时间尺度，在时间间隔即基本秒长上，以原子时为基础，在时刻上靠近世界时（只相差整数秒）。就是说，“地球钟”不能随意拨动，只好拨动原子钟，让它的时刻与地球钟的时刻相差为整数秒。这种时间尺度实际上是原子时秒长与世界时时刻相互协调的产物，因此人们称它为“协调世界时（Coordinated Universal Time）”，记为UTC。

从1979年起，UTC被世界各国用作民用时间标准。这既反映了现代科学技术对于时间的要求越来越高，同时也说明了世界时在失去时间标准的职能以后，在某些实际应用和理论研究中仍然不可或缺这样一个基本事实。