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世界国原子钟中心的视角下,时区分布和时间计量的探究

2年前 (2023-06-12)原子钟科普360

  世界国原子钟中心是全球时间标准的官方起点,它的地位可以被认为是世界时间的基石。从这个视角出发,对时区分布和时间计量问题做探究,可以深入了解到全球时间的演变和变革。本文将从时区分布、夏令时、世界标准时间和GPS时间四个方面进行讲解,以探究世界国原子钟中心时区分布和时间计量的奥秘。

  

1、时区分布

时区的分布与地球的自转及其球形特征有关。通常将地球分为24个不同的时区,每个时区以其所在经度度数作为标准时间,一般每相邻两时区之间的时间差为1个小时,东经为正值,西经为负值。因为地球自转一周为24个小时,按照每小时360度来计算,平均每小时大约转了15度经度,所以每隔15度的经度线划过来一条时区线,并设定为一小时之差计算标准时间。

世界国原子钟中心的视角下,时区分布和时间计量的探究

  然而实际上,时区通常并不是严格按照经线而设定的。世界上有一些例如中国这样的较大国家,为了避免国家内部时区过多,常常设立了不太依赖经线,而是以较为便利的交通或地理环境划分的办法。因此,时区分布图并不能完全依靠经线作为参照线,需要根据不同的国家和地区制定符合实际情况的时区规定。

  除此之外,还有一些地方性特殊时区,例如位于挪威斯瓦尔巴群岛的斯瓦尔巴群岛时区、勘察加哈里·查皮尼亚半岛上的 孟科尔斯克时区等。

  

2、夏令时

夏令时是指在夏季调快1小时的时间制度。由于夏季白天长,夜晚短,为了充分利用阳光,可以将时间调快1小时,早晨天亮得晚一些,晚间天黑得也晚一些。夏令时通常在每年的3月和10月分别开始和结束,各地时间不同,但多以周日凌晨2点为准。

  夏令时的起源可以追溯到第一次世界大战期间,当时德国为了节省燃料,在夏季将时钟拨快了1小时。随后,夏令时被各国采纳并普及。然而,夏令时在全球的普及程度并不一致,有些国家和地区一年四季采用同一时间,而有些国家则会实行夏令时。

  在实际应用中,夏令时的存在也会带来部分影响。例如,对于跨国公司而言,夏令时的改变会导致各地时间的不统一,需要进行协调;对于航空、铁路等运输业而言,夏令时也需要考虑在制定运输计划时进行调整,以维持准确的时间表。

  

3、世界标准时间

世界标准时间(UTC)是世界国原子钟中心所确定的全球统一时间标准。它以原子钟的时间作为基准,在原子钟内部建立了一个秒脉冲的时标和频率标准,并广泛应用于国际航空、电信、导航、计算机等领域。

  世界标准时间是以格林威治天文台天文历元的中午12点作为初始时间点,通过标准的二进制计算,得出来的时间。UTC的特点是不考虑地球自转的变化,以均匀连续的原子时标记全球的时间。但是由于地球自转的减慢,应当定期调整UTC。这个调整全部由届时召开的“国际地球自转服务机构”作决定并发布。

  同时,世界标准时间还设有UTC(NIST)作为美国的官方标准时间,中国的标准时间为北京时间,通常这些标准时间与UTC之间的差距小于0.9秒。

  

4、GPS时间

GPS时间是由美国政府通过GPS卫星导航系统而创建的时间标准,主要用于卫星导航、航空安全、核时钟同步和卫星轨道校正等领域中。GPS时间比UTC时间早了13秒,因为1980年代在GPS时间开始时,UTC和原子时之间有13秒的差距。然而,由于GPS时间没有加入闰秒等调整,因此与地球自转不同步,会导致GPS测量时间与实际世界时间不同步。

  为了解决GPS时间与地球自转不同步的问题,2019年起GPS系统将在每1024个周内,将当前GPS周中的第一个周日晚23:59:59秒数加上1秒,以调整与UTC之间的时间差,保证GPS时间与UTC之间的同步。

  总结:

  时区、夏令时、世界标准时间和GPS时间等各具特色且相互联系的时间计量制度和标准,它们的产生和发展,既受科技进步和应用需求的推动,也反映出人类对时间的认知和文化差异。在世界国原子钟中心视角下,这些计量制度和标准的变革和调整,为世界时间的精度与准确度提供了不断保障,也为我们更好地理解和利用时间打下了基础。

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