国際原子時と協定世界時

1秒の定義
	1 日は地球が 1 回自転する時間だろうか――「否」である。地球の自転にはふらつきがあるため、厳密に測定すると 1 日の長さにゆらぎが出る。そこで、科学者たちは「絶対的な」時間の長さを定めた。

国際単位系では時間の基本単位として、絶対的な「秒（second）」を定義している。
2004 年現在、「1秒はセシウム 133 原子（133Cs）の基底状態にある 2 つの超微細準位間の遷移に対応する放射の 9,192,631,770（約 100 億）周期にかかる時間」と定義されている。
この「秒」を基本として、1 分＝60秒、1 時間＝3,600秒、1 日＝86,400秒、1 年＝31,556,952秒のように定義されている。

国際原子時(TAI)
セシウム 133 原子が刻む原子時計のうちパリにある国際度量衡局(Bureau International des Poids et Mesures;BIPM）が定めているものが「国際原子時(International Atomic Time;TAI)」と呼ばれ、1958 年 1 月 1 日 0 時 0 分 0秒から時刻を刻んでいる。

世界時(UT)

原子時計に対し、経度 0 度（グリニジ子午線）において太陽が南中する時刻を正午とする時刻システムが「世界時(Universal Time;UT)である。
実際には、位置が正確に知られている恒星を観測してその観測地の地方恒星時を求める。これは，パリに本部がある国際地球回転観測事業（IERS）が行っており、日本では文部省国立天文台が業務を受け持っている。そして、これとは別に計算される平均太陽の位置とこれとその地点の経度から、世界時が計算できる。この世界時が UT0 で、これに極運動の補正を加えたのを UT1、さらに地球の自転速度の季節変化の補正を加えたのを UT2 と呼ぶ。

閏秒と協定世界時(UTC)

前述したように地球の自転にはふらつきがあるため、TAI と UT2 の間には誤差が発生する。その原因は様々だが、大気や海水の流れが大きく影響する。季節風や海流の向きや速さが大きく変わると、自転の速度に影響を与える。また、巨大地震で断層が大きくずれると、重さのバランスが微妙に変わり自転がふらつくとされている。2004 年末のスマトラ沖地震で自転速度がわずかに増したという報告もある。
いずれにしても、自転のふらつきを計算で求めることは出来ない。

TAI と UT2 の間の誤差が±0.9秒を超えないように、TAI に対して 1秒を挿入したり削除したりする補正を行った時刻を「協定世界時(Coordinated Universal Time;UTC)」と呼ぶ。UTC は 1972 年 1 月 1 日 0 時 0 分 0秒からスタートした。
この際の調整秒を「閏秒(leap second)」と呼ぶ。

1972 年以降2006 年 1 月まで 23 回の閏秒が設けられ、いずれも 1秒挿入で、6 月 30 日 23 時 59 分 59秒の直後、または 12 月 31 日 23 時 59 分 59秒の直後に挿入された。UTC開始点(UTC epoch)である 1972 年 1 月 1 日 0 時 0 分 0秒の時点で、UTC は TAI より 10秒遅れているとされた。その後の閏秒の挿入によって UTC は TAI より遅れていき、2008 年 9 月現在、TAI より 33秒遅れている。
また、日本の標準時を管理する独立行政法人、情報通信研究機構と総務省は、2009 年 1 月 1 日午前 9 時の直前に「うるう秒」を 1秒挿入すると発表した。

ちなみに、電話の時報サービス「117」番を提供する NTT 東西地域会社は、2006 年 1 月 1 日午前 8 時 58 分 20秒から午前 9 時までの 100秒間の秒音間隔を 100 分の 1秒ずつ長くすることで、「うるう秒」に対応すると発表している。ところで、国際原子時の頭文字の順番は IAT、協定世界時は CUT だが、順番が入れ替わって「TAI」「UTC」と略される。英語の略記法ではよくある現象だが、日本語扱う我々にとっては理解に苦しむ。

（この項つづく）

1秒の定義

国際原子時(TAI)

世界時(UT)

閏秒と協定世界時(UTC)