世界時

1 簡介

2 恆星時

3 系統

4 測定

5 應用

1 簡介

2 恆星時

3 系統

4 測定

5 應用

1 簡介

　　以地球自轉為基礎的時間計量系統。地球自轉的角度可用地方子午線相對於天球上的基本參考點的運動來度量。為了測量地球自轉，人們在天球上選取了兩個基本參考點：春分點（見分至點）和平太陽，由此確定的時間分別稱為恆星時和平太陽時。

　　世界時區的劃分，是以本初子午線為標準的。從西經7度5分到東經7度5分（經度間隔為15度）為零時區；從零時區的邊界分別向東和向西，每隔經度15度劃一個時區，東、西各划出12個時區；東十二時區與西十二時區相重合。全球共劃分成24個時區。各時區都以中央經線的地方平時為本區的區時。相鄰兩時區的區時相差一小時。時區界線原則上按照地理經線劃分，但在具體實施中，為了便於使用，往往根據各國的政區界線或自然界線來確定。

　　用春分點作為基本參考點，由春分點周日視運動確定的時間,簡稱ST。某一地點的地方恆星時，在數值上等於春分點相對於當地地方子午圈的時角。由於歲差和章動的影響，春分點在天球上不是固定的，對應於同一曆元，還有真春分點和平春分點之別。相應地，恆星時也有真恆星時和平恆星時之分。

　　平太陽時

　　恆星時與地球自轉的角度相對應，這雖然符合以地球自轉為基礎的時間計量標準的要求，但不能滿足日常生活和科學應用的需要。因此，又選用了以真太陽周日視運動的平均速度為基礎的平太陽時。因為地球公轉軌道是橢圓的，所以真太陽的視運動是不均勻的（或真太陽時是不均勻的）。為了得到以真太陽周日視運動為基礎、同時又與其不均勻性無關的時間計量系統，紐康在十九世紀末引進了一個假想的參考點──平太陽。它在天赤道上作勻速運動，其速度與真太陽的平均速度相一致，其赤經用一個約定的表達式來確定，並規定平太陽赤經與太陽平黃經相差應盡量小。用平太陽假想點作為基本參考點來規定的時間，稱為平太陽時。平太陽赤經數值表達式是：

　　式中T 為從1900.0算起的儒略世紀數（一個儒略世紀等於36525平太陽日）。紐康提出的這個表達式,不但給平太陽時下了精確定義，而且還在恆星時與平太陽時之間建立了一個相互轉換的關係。

3 系統

　　平太陽時的基本單位是平太陽日（見日），一個平太陽日包含24個平太陽小時（86,400平太陽秒）。以平子夜作為0時開始的格林威治平太陽時,稱為世界時，簡稱UT。世界時與恆星時之間有嚴格的轉換公式。世界時是以地球自轉為基礎的，又稱為地球自轉時。各個天文台觀測恆星求得的是世界時的初始值 UT0，儘管早在二百多年前就有人提出地極運動和地球自轉的不均勻性，並且後來通過觀測得到證實，但是長期以來，UT0一直被作為均勻的時間計量系統應用著。從 1956年起才在 UT0中引進極移改正△λ和自轉速度季節性變化經驗改正△T_S，相應得到的世界時為UT1和UT2。它們之間的關係是：

　　UT1=UT0+△λ,

　　UT2=UT1＋△T_S=UT0＋△λ＋△T_S。

　　式中△λ=(xsinλ-ycosλ)tg嗞，它與觀測地點的地理經緯度(λ,嗞)和地極坐標 (x,y)有關。地球自轉速度的不均勻性具有複雜的表現形式，包含周期變化、長期變化、短期變化和不規則性變化各種因素。人們根據大量天文觀測資料，求得了周期變化（又稱季節性變化）的經驗改正△T_S。它是一個周期函數，雖然每年地球自轉並不完全相同，但其振幅和相位變化不大，基本上穩定在一定範圍。從1962年起，國際時間局採用的△T_S為：

　　△T_S=0▄022sin2_πt－0▄012cos2_πt－0▄006sin4_πt+0▄007cos4_πt，

　　式中t以年為單位,從貝塞耳歲首起算。1970年國際時間局根據1967～1969年間全世界的測時資料，訂定了地球自轉短期變化改正的數值，於1972年開始正式採用。

　　世界時是通過恆星觀測，由恆星時推算的。常用的測定方法和相應儀器有：①中天法──中星儀、光電中星儀、照相天頂筒；②等高法──超人差稜鏡等高儀、光電等高儀。用這些儀器觀測，一個夜晚觀測的均方誤差為±5毫秒左右。目前,依據全世界一年的天文觀測結果，經過綜合處理所得到的世界時精度約為±1毫秒。由於各種因素（主要是環境因素）的影響，長期以來，世界時的測定精度沒有顯著的提高。目前，測量的方法和技術正面臨一場革新。正在試驗中的新方法主要有射電干涉測量、人造衛星激光測距和月球激光測距以及人造衛星多普勒觀測等。測定的精度可望有數量級的提高。

　　1960年以前，世界時曾作為基本時間計量系統被廣泛應用。由於地球自轉速度變化的影響，它不是一種均勻的時間系統。但是，因為它與地球自轉的角度有關，所以即使在1960年作為時間計量標準的職能被曆書時取代以後，世界時對於日常生活、天文導航、大地測量和宇宙飛行器跟蹤等仍是必需的。同時，精確的世界時是地球自轉的基本數據之一，可以為地球自轉理論、地球內部結構、板塊運動、地震預報以及地球、地月系、太陽系起源和演化等有關學科的研究提供必要的基本資料。

推薦閱讀：