什么是北京時間

曉峰

　　北京時間是我國統一使用的法定時間。國際統一使用的法定時間為協調世界時，代號為UTC。各國或各地區使用的時間只能與UTC相差(超前或滯后)整小時數，而在分、秒上要保持一致。北京時間超前UTC8小時。

　　時鐘是記錄和顯示時間的一種物理裝置，選定一個時間基本單位——秒，以一個特定的時刻起點逐漸累積而成。采用不同定義的秒，可建立不同的時間:國際單位制中定義的秒是原子秒，用它建立的時間為原子時；在原子秒定義之前，早期定義的是平太陽秒，相應建立的時間為世界時。這是目前國際上使用的兩種主要時間。

　　平太陽秒是基于地球自轉周期導出的時間基本單位。原子秒是利用原子在其兩個能級間躍遷時產生的電磁振蕩的周期導出的時間基本單位。到1995年，國際上建立原子時所用的原子秒的準確度已達到10-14量級，而平太陽秒只有10-8量級。這意味著，原子時鐘運行300萬年產生1秒的偏差；而世界時鐘則3年就會產生1秒的偏差。但由于世界時是由地球的轉動(自轉和公轉)建立的，它能準確反映地球在空間的角位置，故在天文領域還在使用。

　　世界時早于原子時的建立。每天的起點選在太陽從觀測者下方穿過觀測者所在子午面的時刻，稱為零點。這樣的時間稱為平太陽時(以平太陽秒為單位)。顯然全世界可以建立無數個平太陽時，這在使用上是極其不便的。為此，國際上把地球按經度劃分24個時區。每15度為一個時區，共同使用同一個地方平時。相鄰時區在時刻上相差1小時。以零經度線(本初子午線)為中心，東西各7.5度范圍內稱為零時區，即起始時區，向東和向西再各化為12個時區。北京處于東8時區內。國際上規定零時區內的時間，即零經度線上的平太陽時作為統一的時間，稱為世界時。這樣，北京所在時區內使用的平太陽時就超前世界時8小時，稱為北京時間。這是北京時間的歷史。世界時目前是利用分布在世界各地的60多個天文臺觀測到的數據，匯總到設在法國巴黎的國際地球自轉研究所負責計算得到。

　　原子時始建于1958年，以原子秒為單位，由當時的國際時間局進行試驗性的計算。到1967年秒定義正式由原子秒取代平太陽秒，并于1971年正式建立國際原子時，作為國際上統一的基準時間。而各地時區使用的時間也改為以國際原子時為參考，不再用世界時。因為原子時的準確度目前已比世界時高6個數量級。

　　國際原子時也是以每天24小時計，其時刻起點選在1958年1月1日的世界時零點。由于原子秒比平太陽秒略短，即原子時鐘相對世界時鐘運行的要快。一年四季的春夏秋冬起源是按地球相對太陽的位置來定的，即用世界時劃分。現改為用原子時。如不對原子時的時刻進行必要的調整，若干年以后，季節的劃分將會與實際氣候發生錯位。為此，國際上規定用閏秒的辦法對原子時進行調整，使調整后的原子時與世界時在時刻上的偏差始終小于0.95。這種經過閏秒調整后的原子時，稱為協調世界時，即UTC。這樣規定后，北京時間就是超前UTC8小時的原子時(也是以原子秒為單位)。

　　國際原子時目前是利用分布在世界各地的300多臺原子鐘的數據，由國際計量局負責計算建立。何時閏秒由該局提前通知。閏秒的方法是在進行閏秒時，把UTC撥慢1秒，到時全世界的時鐘也都相應的撥慢1秒。

　　國際法定時間由原子時取代世界時，并由國際計量局負責建立后，各國建立標準時間的任務就逐漸轉移到計量部門。我國由中國計量科學研究院負責，通過參加國際原子時合作得到準確的北京時間，并利用中央電視臺向全國傳送。

　　一般來說，只要利用一組原子鐘，通過國際比對，參加國際原子時合作，就可得到高度準確的北京時間。如我國現在參加的還有陜西天文臺、上海天文臺和航天部203所。所得到的北京時間與UTC的一致程度差不多，而原子鐘組是保持其質量的關鍵因素。中國計量科學研究院與這些單位不同之處是還具有秒定義的復現裝置即國家時頻基準器，可以用于校準原子時的速率。