國際原子時（TAI）：針對某些元素的原子能級躍遷頻率有極高的穩定性，可採用基於銫原子（Cs 132.9）的能級躍遷原子秒作為時標。TAI是1971年由國際時間局建立，現改為國際計量局（BIPM）的時間部門在維持，根據全球約60個實驗室中的大約240台自由運轉的原子鐘提供的數據進行處理，得出“國際時間標準”稱為國際原子時（TAI）。
TAI的起點是這樣規定的：取1958年1月1日0時0分0秒世界時(UT)的瞬間作為同年同月同日0時0分0秒TAI。（事後發現，在該瞬間原子時與世界時的時刻之差為0.0039秒。這一差值就作為歷史事實而保留下來。)
基本介紹
- 中文名：國際原子時
- 外文名：TAI
- 單位：國際單位制時間單位
- 建立時間：1972年
- 作用：協調全球時間標準
介紹,發展歷史,時間計量標準,
介紹
國際原子時(TAI，來自法國名字temps atomique International)是一個高精度的原子坐標時間標準，基於地球上的大地水準上的固有時間。它是陸地時間的主要實現(除了固定的時代偏移)。它也是協調世界時(UTC)的基礎，它用於在地球表面的所有時間內保持民用時間。截至2016年12月31日，又一閏秒被添加，TAI正好比UTC領先37秒。這37秒是1972年開始的10秒差距，加上1972年以來UTC的27秒閏秒。
TAI可以使用傳統的指定天數來報導，從基於地球旋轉的非統一時間標準中進行。具體來說，儒略曆和公曆都被使用。這種形式的TAI在1958年開始與世界時同步，此後，由於地球的變化運動，這兩種方式已經分開了。
發展歷史
早期原子時間尺度由石英時鐘組成，頻率由單個原子鐘校準：原子鐘不是連續運轉的。原子計時服務於1955年在英國國家物理實驗室(NPL)的第一個銫原子鐘開始實驗。“格林尼治原子”(GA)的規模始於1955年的皇家格林威治天文台。1955年7月，國際時間局(BIH)開始使用當地的銫鐘，並使用VLF無線電信號的相位對遙遠的時鐘進行比較。美國海軍天文台開始了A。1956年9月13日，使用原子時的商業原子鐘，緊隨其後的是國家標準局，位於科羅拉多州的博爾德。BIH量表和A。1被定義為1958年年初的一個時代:它被設定為在相應的UT2時刻閱讀朱利安日期2436204.5(1958年1月1日00:00:00)。BIH所使用的程式演變了，時間尺度的名稱也改變了1963年的“A3”和“TA(BIH)””在1969年。1991 - 2001年，這種同步不可避免地是不完美的，這取決於它在UT2的天文學上的實現。當時，由不同的觀測站所發布的UT2不同於百分之幾秒。
SI秒的定義是1967年的銫原子，1971年，國際原子時(TAI)被分配到一個基於SI秒的時間尺度，沒有閏秒。[7在這段時間內，檢測並糾正了原子時間的不規則性。1967年，有人建議，附近的民眾會導致時鐘以不同的速度運行，但這在1968年被證明是不可靠的。
在20世紀70年代，由於重力時間的膨脹，參與TAI的時鐘在不同的速度下滴答作響，因此，結合的TAI刻度與不同時鐘的平均高度對應。從Julian Date 2443144.5(1977年1月1日00:00:00)開始，校正套用於所有參與時鐘的輸出，因此TAI將對應於平均海平面(geoid)的適當時間。因為時鐘的平均水平遠高于海平面，這意味著TAI放慢了速度，大約是1萬億分之一。前未改正的時間尺度繼續以“EAL”(即自由原子尺度)的名義發表
重力校正開始被套用的瞬間是一個以重心坐標時間(TCB)、地心坐標時間(TCG)和地球時間(TT)的時代，它代表了太陽系的三個基本時間尺度。這三種時間尺度都被定義為在這一時刻閱讀JD 2443144.5003725(1977年1月1日00:32 . 184)。(偏移量是提供與舊的星曆時間的連續性。)從此以後，泰就變成了TT，方程TT(TAI)= TAI + 32.184 s。
TAI的持續存在在2007年的一封由BIPM到itu - r的信中被質疑，“如果沒有閏秒重新定義UTC,CCTF將考慮討論壓制TAI的可能性，因為它將與持續UTC保持平行”。
UTC是一個不連續的(即定期調整閏秒)的時間尺度，由原子時間的線性變換組成。從1961年到1971年12月，在分秒閏秒內定期進行調整，使UTC接近UT2。後來這些調整隻在一秒鐘內完成，以接近UT1。這是一種折衷的安排，以便能夠公開播出時間尺度;1971年後，BIH原子時間的線性轉換意味著時間尺度更穩定，更容易在國際上同步。它繼續接近“UT1”這一事實意味著，需要一個普遍時間來源的航海任務繼續受到UTC公共廣播的良好服務。
時間計量標準
20世紀50年代之前，標準時間的測量和定義是以天體測量的觀測結果為基礎的，這就是以地球自轉周期為基礎的世界時（Universal Time，UT)，因此一直以來標準時間的產生和保持（Timekeeping，也稱為守時）由天文台站負責。每當整點鐘時，正在收聽廣播的收音機便會播出“嘟、嘟……”的響聲，人們以此校對自己的鐘表的快慢。廣播裡播報的“正確時間”實際上就是來自天文台的精密時鐘。那么天文台又是怎樣知道這些精確的時間呢？
我們知道，地球每天自轉一周，因此，天上的星星每天東升西落一次。如果把天球（假想出的一個與地球具有相同的圓心和自轉軸，半徑無限大的球）當作一個大鐘，那么天上的星就好比鐘面上表示鐘點的數字。星的位置天文學家已經很精確地測定過，也就是說這隻天然鐘面上的鐘點數是很精確地知道的。天文學家的望遠鏡就像是鐘面上的指針。在我們日常用的鐘上，是指針轉而鐘面不動，而在這裡則是“指針”不動，“鐘面”在轉動。當相應的星對準望遠鏡時，天文學家就能知道準確的時間，並用這個時間去校正天文台的鐘，然後在每天的一定時間（例如整點時）通過電台等廣播出去。
這種基於天體測量的天文時間在人類歷史中曾經發揮了巨大的作用。然而，由於天體運動的周期並非完全穩定，因此測量的精度有限，而且觀測周期過長、不便使用，不能滿足現代科學技術高速發展的需要。所以在20世紀50年代以後，它逐步被以量子物理學為基礎的原子時間頻率標準所代替。建立在量子物理學基礎上的銫原子時間標準誕生於1955年。原子時秒長的定義是：銫133原子基態的兩個超精細能級間在零磁場下躍遷輻射周期 9,192,631,770倍所持續的時間。1967年第十三屆國際計量委員會決定，把在海平面上實現的上述原子時秒，規定為國際單位制時間單位。從此，時間計量標準便正式由天文學的巨觀領域過渡到了物理學的微觀領域。
我們知道，地球每天自轉一周，因此，天上的星星每天東升西落一次。如果把天球（假想出的一個與地球具有相同的圓心和自轉軸，半徑無限大的球）當作一個大鐘，那么天上的星就好比鐘面上表示鐘點的數字。星的位置天文學家已經很精確地測定過，也就是說這隻天然鐘面上的鐘點數是很精確地知道的。天文學家的望遠鏡就像是鐘面上的指針。在我們日常用的鐘上，是指針轉而鐘面不動，而在這裡則是“指針”不動，“鐘面”在轉動。當相應的星對準望遠鏡時，天文學家就能知道準確的時間，並用這個時間去校正天文台的鐘，然後在每天的一定時間（例如整點時）通過電台等廣播出去。
這種基於天體測量的天文時間在人類歷史中曾經發揮了巨大的作用。然而，由於天體運動的周期並非完全穩定，因此測量的精度有限，而且觀測周期過長、不便使用，不能滿足現代科學技術高速發展的需要。所以在20世紀50年代以後，它逐步被以量子物理學為基礎的原子時間頻率標準所代替。建立在量子物理學基礎上的銫原子時間標準誕生於1955年。原子時秒長的定義是：銫133原子基態的兩個超精細能級間在零磁場下躍遷輻射周期 9,192,631,770倍所持續的時間。1967年第十三屆國際計量委員會決定，把在海平面上實現的上述原子時秒，規定為國際單位制時間單位。從此，時間計量標準便正式由天文學的巨觀領域過渡到了物理學的微觀領域。
