Дополнительная секунда

Год 30 июня 31 декабря 1972 г. +1 +1 1973 г.   +1 1974 г.   +1 1975 г.   +1 1976 г.   +1 1977 г.   +1 1978 г.   +1 1979 г.   +1 1981 г. +1   1982 г. +1   1983 г. +1   1985 г. +1   1987 г.   +1

Год 30 июня 31 декабря 1989 г.   +1 1990 г.   +1 1992 г. +1   1993 г. +1   1994 г. +1   1995   +1 1997 г. +1   1998 г.   +1 2005 г.   +1 2008 г.   +1 2012 +1   2015 +1   2016 +1 ]

дополнительная секунда

Секунда координации или дополнительная секунда – это поправка на одну секунду , чтобы стандарты выбросов времени были близки к среднему солнечному времени . Високосные секунды необходимы для синхронизации стандартов с гражданскими календарями , основой которых является астрономия .

Международный союз электросвязи предложил добавлять час к часам каждые 600 лет и отменить это високосное время. Китай и Великобритания выступают против изменения, но США , Италия , Франция , Германия , Япония и Россия поддерживают его и, среди альтернатив, повернуть часы на один час назад, когда изменение накопило задержку на полчаса. По расчетам Боннского университета , это произойдет в 2600 году.

Стандарты гражданского времени основаны на всемирном координированном времени (UTC), которое поддерживается с помощью чрезвычайно точных атомных часов . Чтобы время UTC было близко к среднему солнечному времени, его иногда корректируют, добавляя поправку на одну секунду, в результате чего получается 1 минута 61 секунда. В течение длительных периодов эти високосные секунды должны добавляться с возрастающей скоростью, соответствующей параболе , близкой к 31 с/ столетие ² (см. ΔT ). Также планируется исключить секунду, имея минуту всего 59 секунд, но в прошлом в этом не было необходимости, и, исходя из прогнозов вращения Земли, ее не будет и в будущем.

Причина високосных секунд

Секунда традиционно определяется как 1/86400 среднего солнечного дня . Это определяется вращением Земли вокруг своей оси и ее обращением вокруг Солнца , так как время измерялось астрономическими наблюдениями. Причина, по которой используются дополнительные секунды, заключается в том, что время в настоящее время измеряется стабильными атомными часами (Международное атомное время, TAI или Международное атомное время ), но вращение Земли замедляет его. Постепенно солнечные сутки удлинялись со скоростью 1,7 мс каждое столетие, в основном из-за приливного ускорения Луны .

В Международной системе единиц секунда, которая измеряется атомными эталонами времени , определяется таким образом, что ее продолжительность совпадает с номинальной секундой 1/86400 средних солнечных суток между 1750 и 1890 годами . С этой даты продолжительность солнечного дня медленно увеличивается. Поэтому время, рассчитанное по вращению Земли, накапливало отставание по отношению к стандартам атомного времени. С 1961 по 1971 год ход атомных часов постоянно замедлялся, чтобы синхронизироваться с вращением Земли (до 1961 года время синхронизировалось со средним временем по Гринвичу или GMT, определяемым астрономически).

Начиная с 1972 г. испускаемые секунды были в точности равны длине секунды СИ, выбранной в 1967 г. как определенное число атомных колебаний. UTC измеряется атомными часами, но примерно синхронизируется с UT1 (среднее солнечное время) за счет добавления дополнительной секунды, когда это необходимо . Это происходит, когда разница между UT1 и UTC приближается к 0,9 секунды и запланирована либо между 30 июня и 1 июля года, либо между 31 декабря текущего года и 1 декабря. Январь следующего года. 1 января 1972 года было принято решение, что первоначальная разница между UTC и TAI будет составлять 10 секунд, что примерно равно общей разнице, которая накопилась между UT1 и TAI с 1958 года, когда TAI был определен как равный UT1 (GMT). В приведенной выше таблице показано количество високосных секунд, которые были добавлены с тех пор.

Смещение между UT1 и UTC мотивирует использование дополнительных секунд (представленных вертикальными линиями).

Необходимо соблюдать осторожность, чтобы не спутать небольшую разницу между продолжительностью среднего солнечного дня и дня, полученного из SI, с поправкой на дополнительную секунду, составляющую примерно 0,7 секунды в год. Если бы вращение Земли замедлилось на високосную секунду, продолжительность солнечных суток составляла бы 22 часа 10 000 лет назад. Эта ошибочная линия рассуждений смешивает скорость с расстоянием, пройденным за определенное время, и этот ложный аргумент использовался многими креационистами , чтобы утверждать, что Земле всего несколько тысяч лет. Правильная причина дополнительных секунд заключается в том, что небольшая разница между продолжительностью дня в системе СИ и средним солнечным днем ​​(в настоящее время около 0,002 секунды) добавляется каждый день в часах, которые непрерывно их отсчитывают. Следует отметить, что истинный период вращения варьируется из-за непредсказуемых факторов, таких как тектонические движения, и его следует наблюдать, а не вычислять.

Например, предположим, что мы начинаем считать секунды с эпохи Unix (00:00:00 1 января 1970 года ) с помощью атомных часов. В полночь этого дня (измеряется в формате UTC) счетчик зарегистрирует 0 секунд. После того, как Земля совершит один оборот относительно среднего Солнца, счетчик зарегистрирует 86400,002 секунды. Основываясь на показаниях счетчика, мы можем вычислить, что сейчас 00:00:00 2 января 1970 года (UT1). После 500 оборотов счетчик зарегистрирует 43 200 001 секунду. Поскольку 86400 × 500 составляет 43 200 000 секунд, мы рассчитали бы дату как 00:00:01 16 мая 1971 года на основе атомного времени (UTC), в то время как это будет только 00:00:00 16 мая 1971 года по солнечному времени (UT1). ). Если бы мы добавили к счетчику високосную секунду 31 декабря 1970 года, оно имело бы значение 43 200. чтобы позволить TAI и UT1 иметь смещение 0 секунд 1 января 1958 года .

Поскольку приливная сила замедлит вращение Земли, количество секунд в системе СИ в среднем солнечном дне увеличится примерно с 86 400,002 до 86 400,005 в течение 100 лет.

Объявление високосных секунд

Часы UTC должны отмечать это время в течение дополнительной секунды .

Объявление о введении дополнительной секунды обычно публикуется, когда разница между UTC и UT1 приближается к 0,7 секунды, чтобы разница между ними не превышала ±0,9 с. После 23:59:59 UTC положительная дополнительная секунда отсчитывается в 23:59:60, до того, как часы покажут 00:00:00 следующего дня. Необходимость вставки отрицательной дополнительной секунды также возможна, если вращение Земли станет немного быстрее; в этом случае 00:00:00 наступит сразу после 23:59:58.

Високосные секунды появляются только в конце месяца UTC и до сих пор были вставлены только в конце 30 июня или 31 декабря . В отличие от високосных дней , они происходят одновременно во всем мире. Например, високосная секунда 31 декабря будет наблюдаться в 0:59:59 (следующего дня) из Испании . В обязанности IERS ( Международной службы систем отсчета и вращения Земли ) входит измерение вращения Земли и определение того, когда необходима дополнительная секунда. Об их решении сообщается в бюллетене IERS Bulletin C , который обычно публикуется каждые шесть месяцев.

Исторически високосные секунды добавлялись примерно каждые 18 месяцев. Однако скорость вращения Земли в долгосрочной перспективе непредсказуема, поэтому ее потребность нельзя предсказать более чем за полгода. В период с января 1972 года по декабрь 1998 года IERS 22 раза давала указание вставлять дополнительную секунду. Интервал между 31 декабря 1998 г. и 31 декабря 2005 г. является самым продолжительным периодом без вставок дополнительной секунды с момента создания системы.

Обратите внимание, что високосные секунды не имеют ничего общего с високосными годами.

Способы устранения проблем с дополнительными секундами

Наиболее очевидным обходным решением является использование шкалы TAI для всех операционных целей и преобразование в формат UTC в удобочитаемом тексте. UTC всегда можно получить из TAI с помощью подходящей таблицы високосных секунд. Американское общество инженеров кино и телевидения (SMPTE), орган по стандартизации видео / аудио индустрии, выбрал TAI для получения временных меток мультимедиа. ]

Рекомендация IEC/IEEE 60802 (сети, чувствительные ко времени) определяет TAI для всех операций. Grid Automation планирует перейти на TAI для глобального распределения событий в электрических сетях. Ячеистая сеть Bluetooth также использует TAI. ]

Вместо того, чтобы вставлять дополнительную секунду в конце дня, серверы Google реализуют скачкообразный сдвиг, немного растягивая секунды в течение 24-часового периода с центром в дополнительной секунде. Amazon поступила аналогичным, но немного другим образом, когда 30 июня 2015 г. была введена дополнительная секунда, что привело к еще одному случаю распространения временной шкалы. Позже Amazon выпустила службу NTP для инстансов EC2, которая выполняет расширение. UTC-SLS был предложен как версия UTC с дизерингом линейных скачков, но так и не стал стандартом. ]

Было предложено, чтобы медиа-клиенты, использующие транспортный протокол реального времени, запрещали генерацию или использование временных меток NTP в течение дополнительной секунды и предшествующей секунды. ]

NIST установил специальный сервер времени NTP для доставки UT1 вместо UTC. Такой сервер был бы особенно полезен в случае, если разрешение ITU будет принято и дополнительные секунды больше не будут вставляться. Астрономические обсерватории и другие пользователи, которым требуется UT1, могут работать с UT1, хотя во многих случаях эти пользователи уже загружают UT1-UTC из IERS и применяют исправления в программном обеспечении. ]

Предложение переопределить UTC и отменить дополнительные секунды

5 июля 2005 года директор Центра земной ориентации IERS разослал уведомление подписчикам бюллетеней C и D IERS с просьбой прокомментировать предложение перед WP7-A Исследовательской комиссии МСЭ-R 7 ( Международный союз электросвязи отвечает за определение UTC), чтобы удалить дополнительные секунды из стандарта UTC до 2008 года . The Wall Street Journal отмечает, что в июле 2005 года это предложение рассматривалось американским официальным лицом как частная внутренняя проблема МСЭ . Ожидается, что он будет рассмотрен в ноябре 2005 года . В соответствии с предложением, високосные секунды должны быть технически заменены високосными часами в попытке удовлетворить юридические требования различных стран-членов ITU-R относительно астрономической привязки гражданского времени к Солнцу.

Однако многие эксперты считают это предложение ошибочным в нескольких отношениях:

• Было выдвинуто несколько обоснований для изменения UTC. ^{[ нужна ссылка ]}
• Серьезный анализ стоимости перехода (или отказа от перехода) не проводился.
• Значение термина UTC в существующих документах (технических и юридических) и в существующем программном обеспечении станет неоднозначным. Любая ссылка на UTC должна быть пересмотрена, чтобы определить, было ли первоначальное намерение ссылаться на среднее солнечное время, атомное время или текущую общепринятую шкалу гражданского времени в каждом конкретном случае.
• Все результаты опроса, ^{[ какой? ]} запрос об изменении UTC означает, что никаких изменений не требуется.
• Уже существует стандартная шкала времени, Международное атомное время (IAT), для систем, которые предпочитают избегать дополнительных секунд.
• Время, указываемое солнечными часами , перестанет поддерживать фиксированную связь с гражданским временем.
  • Федеральный закон США указывает, что официальное время США основано на среднем солнечном времени.
  • Рекомендация Генеральной конференции мер и весов (CGPM, международного органа, отвечающего за SI) использовать всемирное координированное время основано на том факте, что интеркаляция делает его достаточно близким к среднему солнечному времени. ^{[ нужна ссылка ]}
• Когда сторонники созвали международный коллоквиум в 2003 году , их попросили не менять UTC (поскольку это могло бы запутать всех в его значении), а скорее определить новую шкалу времени, предназначенную для удовлетворения их потребностей. Им также сказали, что время смены неприемлемо. ^{[ нужна ссылка ]}
• Процесс обсуждения предложений годами был в значительной степени окутан тайной. Собрания и документы Международного союза электросвязи не являются общедоступными. ^{[ нужна ссылка ]}

Смотрите также

• дрейф часов
• Время Unix — типичный пример игнорирования дополнительной секунды в вычислительных системах .
• Високосный год

Внешние ссылки

• Статьи Викиновостей : 2006 год начинается за секунду