格林威治時間

UT（universal time）格林威治時間，亦稱「世界時」。　　格林威治所在地的標準時間。現在不光是天文學家使用格林威治時間，就是在新聞報刊上也經常出現這個名詞。我們知道各地都有各地的地方時間。如果對國際上某一重大事情，用地方時間來記錄，就會感到複雜不便．而且將來日子一長容易搞錯。因此，天文學家就提出一個大家都能接受且又方便的記錄方法，那就是以格林威治的地方時間為標準。　　格林威治是英國倫敦南郊原格林威治天文台的所在地，它又是世界上地理經度的起始點。對於世界上發生的重大事件，都以格林威治的地方時間記錄下來。一旦知道了格林威治時間，人們就很容易推算出相當的本地時間。　　例如：某事件發生在格林威治時間上午8 時，我國在英國東面，北京時間比格林威治時間要早8小時，我們就立刻知道這次事情發生在相當於北京時間16時，也就是北京時間下午4時。　　以本初子午線的平子夜起算的平太陽時。又稱格林威治^[1]平時或格林威治時間。各地的地方平時與世界時之差等於該地的地理經度。1960年以前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。後來世界時先後被曆書時和原子時所取代，但在日常生活、天文導航、大地測量和宇宙飛行等方面仍屬必需；同時，世界時反映地球自轉速率的變化，是地球自轉參數之一，仍為天文學和地球物理學的基本資料。　　基本理論　　　世界時是以地球自轉運動為標準的時間計量系統。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：春分點和平太陽。　　以春分點作為基本參考點，由春分點周日視運動確定的時間，稱為恆星時（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這一地方子午圈的時角。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。　　以平太陽作為基本參考點，由平太陽周日視運動確定的時間，稱為平太陽時（簡稱MT）。平太陽是美國天文學家紐康（S.Newcomb,1835年至1909年）在十九世紀末引起的一個假想參考點。它在天赤道上作勻速運動，其速度與真太陽視運動的平均速度相一致，其赤經為：　　a☉=18h38m45s.836+8640184s.542T+0S.0929T2　　式中T是從1900年1月0日12時起計的儒略世紀數。　　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）。　　世界時是由恆星時推導出來的，其轉換公式為：　　UT0=ST-a☉-λ+12h　　λ為觀測地點的經度（東經）採用值。　　各天文台通過觀測恆星得到的世界時初始值記為UT0。不同地點的觀測者在同一瞬間求得的UT0是不同的。在UT0中引起由極移造成的經度變化改正Δλ，就得到全球統一的世界時UT1。即　　UT1=UT0+Δλ　　Δλ=(xsinλ-ycosλ)tgφ　　x、y是瞬間地極坐標。它同λ一樣，都以CIO為標準。Φ為觀測地點的地理緯度。UT1是全世界民用時的基礎；同時它還表示地球瞬時自轉軸的自轉角度，因此又是研究地球自轉運動的一個基本參量。在UT1中加入地球自轉速度季節性變化改正ΔTs,可以得到一年內平滑的世界時UT2。即　　UT2=UT1+ΔTS=UT0+Δλ+ΔTS　　從1962年起，國際上統一採用的ΔTS表達式為：　　ΔTS=0s.022sin2πt-0s.012cos2πt-0s.006sin4πt+0s.007cos4πt　　t以年為單位，從貝塞耳歲首起算。　　Δλ和ΔTS的數值由國際時間局（BIH）計算並通報各國。　　規定的原因 假如你由西向東週遊世界，每跨越一個時區，就會把你的表向前撥一個小時，這樣當你跨越24個時區回到原地後，你的表也剛好向前撥了24小時，也就是第二天的同一鐘點了；相反，當你由東向西週遊世界一圈後，你的表指示的就是前一天的同一鐘點。 為了避免這種「日期錯亂」現象，國際上統一規定180°經線為「國際日期變更線」。當你由西向東跨越國際日期變更線時，必須在你的計時系統中減去一天；反之，由東向西跨越國際日期變更線，就必須加上一天。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△TS，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+△TS=UT0+△λ+△TS。　　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△TS。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△TS為：　　△TS=0▄022sin2πt－0▄012cos2πt－0▄006sin4πt+0▄007cos4πt，　　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。測定　　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。應用　　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：