Что такое UTC?

Большинство из вас, конечно, возмутятся такой постановке вопроса: мол, кто из диэксистов не знает, что это такое? И они по-своему правы, имея в виду саму аббревиатуру UTC, которая очень широко применяется в радиовещании и является необходимой составляющей рапорта о приеме, посылаемого диэксистом на радиостанцию. Мы же расскажем об истории происхождения этого термина и его физическом смысле.

Все, наверное, представляют себе, какое важное значение в наш век информатики имеет точное измерение времени. Можно без преувеличения сказать, что оно чрезвычайно необходимо для функционирования современного общества. Достаточно, например, указать на недостижимую когда-то точность судновождения, которая теперь возможна с помощью небольших приемников, которые применяются 8 так называемой Глобальной Спутниковой Системе Определения Местоположения (на английском языке Global Positioning System - GPS), которая базируется на системе синхронных молекулярных часов.

А сначала были солнечные и песочные часы, потом маятниковые. Специально для судновождения в начале 18 века был изобретен хронометр. Сейчас же мы пользуемся в своем быту значительно более точными, электронными часами. Что же касается эталона для измерения времени, то его точность тоже постоянно увеличивалась в зависимости от требования эпохи. Так например, после открытия в 15 веке Америки для морской навигации возникла необходимость более точных измерений времени, для чего начали использовать астрономическую обсерваторию, которая была учреждена в 1675 году в тогдашнем предместье Лондона Гринвиче (сейчас она находится на расстоянии всего-лишь нескольких минут от центра Лондона по железной дороге, а метро или короткого круиза по Темзе).

С изобретением в 1840 г железной дороги в Британии возникла необходимость в замене местного времени, принятого в его главных городах, национальной системой времяисчисления. С этой целью на всей территории Англии 2 августа 1880 г парламентом было принято Гринвичское Среднее Время (Greenwich Mean Time - GMT), позднее названное также Универсальное Время (Universal Time - UT), которое довольно точно измерялось астрономическими средствами на Гринвичской обсерватории. Соединенными Штатами Гринвичское время было одобрено 18 ноября 1883 г, когда телеграфом начали транслировать сигналы времени ко всем ее главным городам. До этого в США было свыше 300 местных времен.

Для упрощения этой ситуации вся земная поверхность была поделена на 24 смежных, равных между собой и перпендикулярных экватору участков, имеющих форму клинов, названных часовыми поясами, каждый из которых ограничен двумя меридианами, формируя около полюсов часовой угол (соответствует 15 угловым градусам). Среднее солнечное время центрального меридиана каждого часового пояса по соглашению было закреплено за каждым местом, которое входит в этот часовой пояс. Таким образом, в часовом поясе правее, на восток от Гринвича было установлено время большее Гринвичского на 1 час, а левее, на запад от Гринвича - время меньшее на 1 чзс, и так далее в обе стороны от Гринвича для всех зон время добавляется или отнимается аж до 12 часов, т.е. до 180-го меридиана, который находится на противоположной от Гринвича стороне Земли, где-то в Тихом океане. По другому можно еще представить земной шар, разделенный на 24 часовых пояса, причем справа от нулевого пояса в полночь по Гринвичу мы имеем 1-й час ночи наступающего дня, а слева от него - 23-й час предыдущего. Гринвичское время и разделение на часовые пояса были одобрены всемирно 1 ноября 1884 г на Международной конференции по меридианам, которая состоялась в Вашингтоне. Часто по политическим и административным причинам часовые пояса ограничиваются не меридианами, а государственными границами.

В 1955 г после 20 лет исследований в нескольких научных лабораториях были изобретены первые цезиевые атомные часы. Сегодня уже существует несколько типов атомных часов, которые имеют различные принципы работы, основанные на использовании разных природных элементов таких как цезий и водород. Но все они используют общее свойство атомов, которые в соответствующих условиях или поглощают, или излучают электромагнитную энергию на одной очень стабильной во времени частоте. Для упрощения можно сказать, что атомные часы - это электронный прибор, который измеряет время путем подсчета числа колебаний атома.

Чрезвычайная точность атомных часов (1 секунда за 10 млн. лет) делает их пригодными для использования в качестве официальных эталонов времени вместо менее точного Гринвичского среднего времени. Но такая большая точность атомных часов делает атомное время непригодным для повседневной жизни, синхронизированной с солнечным временем. В самом деле, атомные часы сделали более явным то, что было известно и раньше при меньшей точности астрономических наблюдений: непрерывное замедление вращения Земли вокруг своей оси. Этот феномен в основном из-за тормозящего действия морских приливов увеличивает длительность среднего солнечного года приблизительно на 0,8 секунды за столетие, т.е. на 1 час за 450 тыс. лет.

С 1900 г средний солнечный день увеличился на 0,002 атомные секунды, и, стало быть, Гринвичское среднее время расходится с международным атомным временем приблизительно на 1 сек за каждые 500 суток. Беря во внимание этот прогрессирующий фазовый сдвиг между двумя шкалами времени и не отказываясь от высокой точности, предлагаемой атомными часами, в 1972 г был найден компромисс, который привел к определению понятия Универсального Координированного Времени (UTC), которое сейчас используется как официальная мера времени в мире. По сути время UTC течет как международное атомное время, а когда разница с Гринвичским временем достигает 1 секунды, к шкале UTC добавляется 1 секунда, которая называется прыгающей (leap second). Таким образом, разница все время поддерживается меньшей, чем 0,9 сек. Про добавление прыгающей секунды сообщается Международной Службой Вращения Земли (IERS), которая непрерывно контролирует скорость вращения. Наилучшими датами для добавления прыгающей секунды являются 30 июня и 31 декабря. Кстати, термин UTC тоже является компромиссом между английским CUT (Coordinated Universal Time) и французским TUC (Temps Universel Coordlnaire).

Еще и сейчас Гринвичское среднее время (GMT) используется как стандартный часовой пояс для Главного меридиана (нулевого) или как гражданское время в Великобритании. В международном радиовещании для объявления времени трансляций в глобальном масштабе (для всемирных служб) обычно используется время UTC. Таким образом, нет необходимости радиостанции, которая вещает на весь мир, объявлять местное время каждой страны, где ее могут слушать, или свое местное время, которое могут и не знать в других странах. Также UTC применяется в международной радиосвязи, например в авиационной диспетчерской радиосвязи.

Обратите внимание на то, что местное время во многих странах Северного полушария (но не во всех) летом увеличивается на 1 час (в Южном полушарии одновременно уменьшается на 1 час), а зимой возвращается к нормальному, поясному времени, которое нередко также изменяется: так, например, случилось в этом году, когда Литва и Латвия решили не вводить у себя летнее время, а перейти во 2 часовой пояс, т.е. в Среднеевропейское время. В связи с этими сезонными и несезонными изменениями местного времени в радиовещании, как и на международном транспорте, радиосвязи, электронной почте и других международных средствах общения как раз и происходит огромная путаница по стыковке во времени между разными странами. Вот тут-то и выручает Всемирное координированное время UTC, которое всегда остается независимым ориентиром для всего мира и из которого, зная разницу между своим поясным временем (ПВ) (карты поясного времени обычно имеются в "Атласах мира" - там часовые пояса указаны от 0-го до 24-го), вы всегда сможете вычислить ваше местное время (MB) приема радиопередач по простым формулам: 1) зимнее МВ=иТС+/-ПВ; 2) летнее МВ=иТС+/-ПВ+1 час (+ПВ для Восточного полушария; -ПВ для Западного полушария). Из этих равенств по имеющемуся местному времени можно легко найти и UTC, только надо алгебраически правильно учитывать знаки при ПВ. Готовые таблицы разницы в разных странах мира между местным временем и UTC для зимы и лета приводятся в различных радиолюбительских справочниках, в том числе WRTH, Passport to World Band Radio, Карманный справочник радиолюбителя-коротковолновика и т.п., где такая разность указана в пределах +/-12...13 ч, при этом бывают и дробные значения. Чтобы радиолюбителям не путаться в разных временных шкалах, лучше всего пользоваться двумя часами: для местного времени и для UTC.

(Источник: журнал "РадиоХОББИ", #3/2000 г.
А.Егоров, "Радиостанции точного времени и частот", стр. 5)

© "Календари", 2000-2001. Андрей Лебедев. Размещено на сервере Narod.ru. Поиск по сайту через Yandex.