科学周刊|“闰秒”将别 “闰小时”将出 这个变化有可能改变所有人作息习惯

10月15日，第28届国际计量大会在法国凡尔赛通过一项重要决议：自2027年5月20日起，不再人为增减闰秒，启用连续协调世界时。也就是说，沿用半个多世纪的“时间补丁”闰秒被取消了。

这一决定会带来哪些改变？对人们的日常生活会有什么影响？10月20日，华商报大风新闻记者采访了中国科学院国家授时中心副主任、陕西省天文学会秘书长李孝辉。

“闰秒”是怎么回事，实施过多少次？

李孝辉介绍，自古以来人们就习惯根据太阳在天空中的位置来判断时间。太阳每天东升西落，人们便将太阳两次经过同一条经线的平均时间作为一天，再把一天划分成24小时、1440分钟、86400秒。然而，受到潮汐摩擦、大气和海洋运动、地核耦合等因素影响，地球自转一圈的时间并不是固定的。

▲铯原子喷泉钟 NTSC-CsF2（图片来源：中国科学院国家授时中心）

为确定时间，世界上有两种常用计时系统：基于地球自转的世界时（UT）和基于原子振荡周期的国际原子时（TAI）。地球自转速率并不恒定，而国际原子时的秒长高度稳定。随着时间累积，两套系统对应的时刻会逐渐产生差值。为协调这一矛盾，国际相关机构确立了协调世界时（UTC），这也是目前全球广泛采用的时间体系。

协调世界时以国际原子时秒长为基础，在时刻上尽量接近世界时。1972年的国际计量大会决定，当预测时差达到0.9秒时，协调世界时就增加或减少1秒，这个修正被称作闰秒。闰秒由国际地球自转服务组织（IERS）提前半年向全球公布，一般在协调世界时12月31日或者6月30日的最后1秒实施。

由于北京时间比国际标准时间早8小时，因此中国时钟通常在1月1日或7月1日早上8时实施闰秒。闰秒有正负闰秒之分，正闰秒计时为07:59:59、07:59:60、08:00:00；负闰秒计时为07:59:57、07:59:58、08:00:00。至今全球共实施了27次增加时刻的正闰秒，未实施过负闰秒，上一次调整在北京时间的2017年1月1日。

闰秒机制渐成信息系统隐患，“闰小时”呼之欲出

既然闰秒已经沿用了半个多世纪，为何要取消呢？

李孝辉介绍，加了闰秒的这一分钟就变成了61秒，这就导致了时间不连续，人们要不断地处理“+1秒”这个问题。尤其是网络上的信息化数据库、数字系统处理闰秒的难度比较大。虽然大部分数字系统能适应，还是有些数字系统还适应不了。

随着数字化基础设施普及，闰秒逐渐成为信息系统的隐患。国际地球自转学会地球定向中心首席科学家克里斯蒂安·比祖阿尔说，闰秒机制诞生之时，人类社会还不需要极高精度的时间。但现在很多应用场景要求时间精度小于1秒，金融系统就是典型。因此，给协调世界时强行改动1秒，会带来巨大麻烦。过往每次执行闰秒，总会出现各类错误。如今，微小的时间差错都可能引发严重后果。

此外，近年观测还发现地球自转出现异常加快的现象。按原有规则，如果自转加速持续，未来或将需要负闰秒，也就是直接跳过一秒。国际计量局联合国际地球自转学会在2025年举办技术研讨会评估负闰秒风险。专家认为，未来几年，负闰秒出现的概率快速上升，到2035年将达到30%。而这是多方都希望尽量避免的局面，因为负闰秒极有可能造成大范围系统故障。

于是人们就想，能不能把协调世界时跟世界时允许的偏差范围加大，从±0.9秒变成±3600秒，把“闰秒”改成“闰小时”？按目前趋势，累积够一小时大约需要数千年。所以国际计量大会决议采取的新标准，把协调世界时与世界时允许的最大差值放宽至3600秒，即1小时，以此保障协调世界时在未来数百年可以持续稳定运行。

而将来如果发生“闰小时”，也就是说一天不是24小时了，变成了25小时或者23小时。但据可见预测，至少一个世纪内不会出现“闰小时”这种不连续的现象，时间还是连续的，这样现在的数字系统用起来就更方便了。

我国新建长波授时台不受影响，影响比较大的是航天、测控

既然取消闰秒只是在权衡后做出的决定，再过些年情况会不会又翻转过来？另外如今科技发展越来越快，人们对时间精准度的要求越来越高，取消闰秒是否会让大家感觉时间精度没有原来那么高了？

李孝辉认为，再发生翻转的可能很小。实际上从2012年就开始谈论取消闰秒这事了，开始说要不要取消，到今年已经14年了才最终投票决定。但是往后怎么变化不好说，说不定还会有其他的解决方式。至于时间的精确是两方面的：一个方面的精确是秒长均匀，取消闰秒不会影响秒长的均匀性；另外一个方面是实施“闰小时”后只是时刻跟地球自转的密切程度被放宽到了一小时。

李孝辉介绍，因为用户不但需要协调世界时，还需要世界时，因此，授时系统不但要发标准时间即协调世界时，还要发协调世界时跟世界时的偏差。取消闰秒、实施闰小时后，协调世界时跟世界时的偏差，以前是控制在±0.9秒，以后将控制在±3600秒，由于偏差变大很多授时系统都要改。软件要更改，接收系统也要做相应更改。这个问题虽然麻烦，但还是可以解决的。

加拿大、英国的代表表示，他们在考虑要不要继续发世界时，说他们的系统改起来难度比较大。意思是说，他们可能只发协调世界时，不再发世界时。但这并非正式决定，只是代表在会场接受采访的时这样说的。如果这些国家不愿意改，短期内比如两三年或三五年可以，超过范围以后就发不了了，要么停发，要么还得更改。我们国家新建的长波授时台已经把位置留成一小时了，不会影响。

“取消闰秒影响比较大的是航天、测控等这些与空间活动有关的部门，比如嫦娥工程等空间活动不但需要知道标准时间，还要知道地球自转到哪了。他们这些部门以前用协调世界时就可以保证时间跟地球自转偏差不到0.9秒，以后这个偏差可能变得很大，他们必须也要获得世界时。空间活动有些原来不需要知道世界时的现在也需要了，世界时就变得更为重要了。”

对老百姓生活和作息习惯会有影响，但会慢慢适应

李孝辉介绍，取消闰秒对老百姓的生活和作息习惯也会有影响。比如本来是中午12:00太阳最高的时候吃饭，以后有可能变成仍然是12:00但太阳已经偏西了一点才吃饭，但这个变化是慢慢的一秒一秒累计的，这种作息习惯的改变人们基本上会慢慢适应的。

“地球自转有很多种效应，从长期来看它是逐渐在变慢的。从大尺度时间来看，地球自转持续变慢；例如，五亿年前的一天约为21小时。现在是24小时，将来可能25小时、26小时，长期规律是这样的。但在短期内并无规律，有时快一点有时慢一点。闰秒制度从1972年开始实施到现在已经加了27秒，再加上二十世纪六十年代原子时启用以后累计的10秒偏差，协调世界时与原子时的偏差已经达到37秒。而且这个变化不是很均匀的，因为地球的自转不均匀，有时候两三年就要加一秒，有时候好几年都不会改变。从2017年到现在，一秒都没有变过。”

“近几十年的地球自转连续观测显示，当前地球自转速度整体处在一个相对偏快的阶段。近期的地球自转模型预测，在2035年前出现负闰秒的概率约为10%至30%。这一现象难以仅由潮汐、地表水、冰盖质量迁移或地球扁率变化解释。在地表以下约2900公里处，地幔之下是液态外核。人类无法直接测量那里的流速，但外核运动会在地磁场长期变化中留下痕迹。中国科学院国家授时中心最近的研究发现，扣除可建模的潮汐影响和长期背景，并在资料覆盖的时期扣除大气、海洋和陆地水的贡献，再把剩余的日长变化与由地磁资料推断的地核相关变化放在一起比较，发现二者都表现出接近70年的缓慢起伏。这一对应关系支持地核参与几十年尺度自转变化的解释。这意味着，近些年地球自转的短期加速可能只是一个几十年周期起伏的一小部分，未来继续加速下去是不现实的。”

华商报大风新闻记者 马虎振（署名外照片由华商报记者马虎振拍摄于中国科学院国家授时中心时间科技馆）

相关热词搜索：