التوقيت العالمي المنسق

المناطق الزمنية الحالية

التوقيت العالمي المنسق ( UTC ) هو المعيار الزمني الأساسي المستخدم عالميًا لضبط الساعات والوقت. وهو يُرسي مرجعًا للوقت الحالي، ويُشكل أساس التوقيت المدني والمناطق الزمنية . يُسهّل التوقيت العالمي المنسق الاتصالات الدولية والملاحة والبحث العلمي والتجارة.

حظي التوقيت العالمي المنسق (UTC) بقبول واسع في معظم دول العالم، وهو يُعدّ الوريث الفعلي لتوقيت غرينتش (GMT) في الاستخدام اليومي والتطبيقات الشائعة. [ ب ] في مجالات متخصصة كالبحث العلمي والملاحة وضبط الوقت، تُستخدم معايير أخرى، مثل التوقيت العالمي المنسق ( UT1) والتوقيت الذري الدولي (TAI)، إلى جانب التوقيت العالمي المنسق (UTC).

يعتمد التوقيت العالمي المنسق (UTC) على التوقيت الذري الدولي (TAI)، وهو اختصار لاسمه الفرنسي temps atomique international ، والذي يُمثل متوسطًا مرجحًا لمئات الساعات الذرية حول العالم. ويتطابق التوقيت العالمي المنسق (UTC) مع التوقيت الشمسي المتوسط ​​عند خط طول 0°، وهو خط الزوال الرئيسي المستخدم حاليًا ، بفارق ثانية واحدة تقريبًا ، ولا يخضع للتوقيت الصيفي .

بدأ تنسيق عمليات الإرسال الزمني والترددي حول العالم في 1 يناير 1960. تم اعتماد التوقيت العالمي المنسق (UTC) رسميًا كمعيار في عام 1963، وأصبح "UTC" الاختصار الرسمي للتوقيت العالمي المنسق في عام 1967. [ 2 ] يتم تعريف الإصدار الحالي من التوقيت العالمي المنسق (UTC) من قبل الاتحاد الدولي للاتصالات .

منذ اعتماده، عُدِّل التوقيت العالمي المنسق (UTC) عدة مرات، أبرزها إضافة الثواني الكبيسة بدءًا من عام 1972. وشهدت السنوات الأخيرة تطورات هامة في مجال التوقيت العالمي المنسق، لا سيما في المناقشات حول إلغاء الثواني الكبيسة من نظام التوقيت، نظرًا لتأثيرها العرضي على أنظمة التوقيت في جميع أنحاء العالم. وفي عام 2022، اعتمد المؤتمر العام للأوزان والمقاييس قرارًا بتعديل التوقيت العالمي المنسق بنظام جديد يلغي الثواني الكبيسة بحلول عام 2035. [ 3 ]

أصل الكلمة

الاختصار الرسمي للتوقيت العالمي المنسق هو UTC . جاء هذا الاختصار نتيجةً لرغبة الاتحاد الدولي للاتصالات والاتحاد الفلكي الدولي في استخدام اختصار موحد في جميع اللغات. [ 4 ] وكان الحل الوسط الذي تم التوصل إليه هو UTC ، [ 5 ] والذي يتوافق مع نمط اختصارات متغيرات التوقيت العالمي (UT0، UT1، UT2، UT1R، إلخ). [ 6 ]

وصف مكارثي أصل الاختصار:

في عام 1967، اعتمدت اللجنة الدولية للتوقيت العالمي المنسق (CCIR) اسمي "التوقيت العالمي المنسق" و"التوقيت العالمي المنسق" (Temps Universel Coordonné) للاسمين الإنجليزي والفرنسي، مع استخدام الاختصار UTC في كلتا اللغتين. وقد تمت الموافقة على اسم "التوقيت العالمي المنسق (UTC)" بموجب قرار صادر عن اللجنتين 4 و31 للاتحاد الفلكي الدولي في الجمعية العامة الثالثة عشرة عام 1967 (نقلاً عن الاتحاد الفلكي الدولي، 1968). [ 2 ]

الاستخدامات

يتم التعبير عن المناطق الزمنية حول العالم باستخدام إزاحات موجبة أو صفرية أو سالبة من التوقيت العالمي المنسق (UTC) ، كما هو الحال في قائمة المناطق الزمنية حسب إزاحة التوقيت العالمي المنسق (UTC) .

يستخدم أقصى غرب المنطقة الزمنية التوقيت العالمي المنسق UTC-12 ، أي أنه متأخر عن التوقيت العالمي المنسق UTC باثنتي عشرة ساعة؛ بينما يستخدم أقصى شرقها التوقيت العالمي المنسق UTC+14 ، أي أنه متقدم عن التوقيت العالمي المنسق UTC بأربع عشرة ساعة. في عام 1995، قامت دولة كيريباتي الجزرية بتغيير توقيت جزرها المرجانية في جزر لاين من UTC-10 إلى UTC+14، بحيث تتفق جميع جزر كيريباتي وجزرها المرجانية في التوقيت العالمي المنسق UTC+14.

يُستخدم التوقيت العالمي المنسق (UTC) في العديد من معايير الإنترنت والشبكة العنكبوتية العالمية . ويقوم بروتوكول وقت الشبكة (NTP)، المصمم لمزامنة ساعات أجهزة الكمبيوتر عبر الإنترنت، بنقل معلومات الوقت من نظام UTC. [ 7 ] إذا كانت الدقة المطلوبة بالمللي ثانية فقط، فيمكن للمستخدمين الحصول على التوقيت العالمي المنسق الحالي من عدد من خوادم UTC الرسمية على الإنترنت. أما للحصول على دقة أقل من الميكروثانية، فيمكن للمستخدمين الحصول على الوقت من إشارات الأقمار الصناعية.

يُعدّ التوقيت العالمي المنسق (UTC) المعيار الزمني المُستخدم في مجال الطيران ، [ 8 ] على سبيل المثال في خطط الطيران ومراقبة الحركة الجوية . وفي هذا السياق، يُشار إليه غالبًا باسم توقيت زولو، كما هو موضح أدناه. وتستخدم جميع التنبؤات الجوية والخرائط التوقيت العالمي المنسق لتجنب الالتباس بشأن المناطق الزمنية والتوقيت الصيفي. كما تستخدم محطة الفضاء الدولية التوقيت العالمي المنسق كمعيار زمني.

غالباً ما يحدد هواة الراديو مواعيد اتصالاتهم اللاسلكية بالتوقيت العالمي المنسق (UTC)، لأن الإرسال على بعض الترددات يمكن التقاطه في العديد من المناطق الزمنية. [ 9 ]

الآلية

يقسم التوقيت العالمي المنسق (UTC) الوقت إلى أيام وساعات ودقائق وثوانٍ . تُحدد الأيام عادةً باستخدام التقويم الغريغوري ، ولكن يمكن أيضًا استخدام أرقام الأيام اليوليانية  . يحتوي كل يوم على 24 ساعة، وتحتوي كل ساعة على 60 دقيقة. عادةً ما يكون عدد الثواني في الدقيقة 60 ثانية، ولكن مع وجود ثانية كبيسة أحيانًا ، قد يكون 61 أو 59 ثانية. [ 10 ] وبالتالي، في مقياس التوقيت العالمي المنسق، تكون الثانية وجميع وحدات الوقت الأصغر (المللي ثانية، والميكرو ثانية، وما إلى ذلك) ذات مدة ثابتة، بينما تكون الدقيقة وجميع وحدات الوقت الأكبر (الساعة، واليوم، والأسبوع، وما إلى ذلك) ذات مدة متغيرة. تُعلن قرارات إضافة ثانية كبيسة قبل ستة أشهر على الأقل في "النشرة  ج" الصادرة عن الخدمة الدولية لدوران الأرض وأنظمة الإسناد . [ 11 ] [ 12 ] لا يمكن التنبؤ بالثواني الكبيسة مسبقًا بفترة طويلة نظرًا لعدم إمكانية التنبؤ بمعدل دوران الأرض. [ 13 ]

تحتوي جميع أيام التوقيت العالمي المنسق (UTC) تقريبًا على 86,400 ثانية من النظام الدولي للثواني، بواقع 60  ثانية في كل دقيقة. يقع التوقيت العالمي المنسق ضمن نطاق ثانية واحدة تقريبًا من التوقيت الشمسي المتوسط ​​(مثل UT1 ) عند خط طول 0° ، [ 14 ] (عند خط الزوال المرجعي IERS ). يبلغ طول اليوم الشمسي المتوسط ​​أكثر بقليل من 86,400 ثانية من النظام الدولي للثواني، لذا تُعدّل أحيانًا الدقيقة الأخيرة من يوم التوقيت العالمي المنسق لتضم 61  ثانية. تُسمى هذه الثانية الإضافية بالثانية الكبيسة، وهي تمثل مجموع الزيادة في طول  جميع الأيام الشمسية المتوسطة منذ الثانية الكبيسة السابقة (حوالي 2 مللي ثانية لكل ثانية). يُسمح للدقيقة الأخيرة من يوم التوقيت العالمي المنسق أن تضم 59  ثانية تحسبًا لاحتمال دوران الأرض بسرعة أكبر، وهو احتمال ضعيف، ولكن لم تكن هناك حاجة إليه حتى الآن. ونظرًا لعدم انتظام أطوال الأيام، فإن الأيام اليوليانية الجزئية لا تتوافق بشكل صحيح مع التوقيت العالمي المنسق.

منذ عام 1972، يُمكن حساب التوقيت العالمي المنسق (UTC) بطرح الثواني الكبيسة المتراكمة من التوقيت الذري الدولي (TAI)، وهو مقياس زمني إحداثي يتتبع الزمن الذاتي النظري على سطح الأرض الدوار ( الجيود ). وللحفاظ على تقريب دقيق للتوقيت العالمي المنسق ( UT1) ، يُظهر التوقيت العالمي المنسق (UTC) أحيانًا انقطاعات حيث يتغير من دالة خطية للتوقيت الذري الدولي (TAI) إلى أخرى. وتتخذ هذه الانقطاعات شكل ثواني كبيسة تُطبق على يوم غير منتظم الطول في التوقيت العالمي المنسق (UTC). تحدث الانقطاعات في التوقيت العالمي المنسق (UTC) فقط في نهاية يونيو أو ديسمبر. ومع ذلك، هناك إمكانية لحدوثها في نهاية مارس وسبتمبر كخيار ثانٍ أيضًا. [ 15 ] [ 16 ] تقوم الخدمة الدولية لدوران الأرض وأنظمة المراجع (IERS) بتتبع ونشر الفرق بين التوقيت العالمي المنسق (UTC) والتوقيت العالمي، DUT1  = UT1  − UTC، وتُدخل انقطاعات في التوقيت العالمي المنسق (UTC) للحفاظ على DUT1 ضمن النطاق (−0.9  ثانية، +0.9  ثانية).

كما هو الحال مع التوقيت الذري الدولي (TAI)، لا يُعرف التوقيت العالمي المنسق (UTC) بأعلى دقة إلا بعد وقوع الحدث. يجب على المستخدمين الذين يحتاجون إلى تقريب زمني في الوقت الفعلي الحصول عليه من مختبر زمني، والذي ينشر هذا التقريب باستخدام تقنيات مثل نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو إشارات التوقيت الراديوية . يُشار إلى هذه التقريبات بالرمز UTC( k )، حيث k اختصار لمختبر التوقيت. [ 17 ] يمكن تسجيل وقت الأحداث مؤقتًا بالاستناد إلى أحد هذه التقريبات؛ ويمكن تطبيق تصحيحات لاحقة باستخدام جداول الفروقات التي ينشرها المكتب الدولي للأوزان والمقاييس (BIPM) شهريًا، والتي توضح الفروقات بين التوقيت الذري الدولي/التوقيت العالمي المنسق (TAI/ UTC ) والتوقيت الذري الدولي/التوقيت العالمي المنسق (TAI( k )) كما تُقدّرها المختبرات المشاركة في الوقت الفعلي. [ 18 ] ( للمزيد من التفاصيل ، انظر مقال التوقيت الذري الدولي ).

بسبب تمدد الزمن ، لن تحافظ الساعة القياسية غير الموجودة على الجيود، أو التي تتحرك بسرعة، على التزامن مع التوقيت العالمي المنسق (UTC). لذلك، تُستخدم بيانات القياس عن بُعد من الساعات ذات العلاقة المعروفة بالجيود لتوفير التوقيت العالمي المنسق عند الحاجة، في مواقع مثل مواقع المركبات الفضائية.

يستحيل حساب الفاصل الزمني الدقيق بين طابعين زمنيين بتوقيت UTC دون الرجوع إلى جدول يوضح عدد الثواني الكبيسة التي حدثت خلال ذلك الفاصل. وبالمثل، لا يمكن حساب المدة الدقيقة لفترة زمنية تنتهي في المستقبل وقد تتضمن عددًا غير معروف من الثواني الكبيسة (على سبيل المثال، عدد ثواني التوقيت الذري الدولي بين الآن و2099-12-31 23:59:59). لذلك، تستخدم العديد من التطبيقات العلمية التي تتطلب قياسًا دقيقًا لفترات طويلة (عدة سنوات) التوقيت الذري الدولي. كما يُستخدم التوقيت الذري الدولي بشكل شائع في الأنظمة التي لا تدعم الثواني الكبيسة. ويبقى توقيت نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) متأخرًا دائمًا عن التوقيت الذري الدولي بمقدار 19 ثانية بالضبط (لا يتأثر أي من النظامين بالثواني الكبيسة المُضافة إلى توقيت UTC).

المناطق الزمنية

تُعرَّف المناطق الزمنية عادةً بأنها تختلف عن التوقيت العالمي المنسق (UTC) بعدد صحيح من الساعات، [ 19 ] مع العلم أنه يجب الرجوع إلى قوانين كل ولاية قضائية إذا تطلب الأمر دقة تصل إلى أجزاء من الثانية. وقد اعتمدت بعض الولايات القضائية مناطق زمنية تختلف عن التوقيت العالمي المنسق (UT1) أو التوقيت العالمي المنسق (UTC) بعدد فردي من أنصاف الساعات أو أرباع الساعات.

يمكن تحديد التوقيت المدني الحالي في منطقة زمنية معينة عن طريق إضافة أو طرح عدد الساعات والدقائق المحددة بواسطة فرق التوقيت العالمي المنسق (UTC) ، والذي يتراوح من UTC−12:00 في الغرب إلى UTC+14:00 في الشرق (انظر قائمة فروق التوقيت العالمي المنسق ).

يُشار أحيانًا إلى المنطقة الزمنية التي تستخدم التوقيت العالمي المنسق (UTC) بالرمز UTC+00:00 أو بالحرف Z ، في إشارة إلى المنطقة الزمنية البحرية المكافئة (GMT)، والتي يُرمز لها بالحرف Z منذ حوالي عام 1950. كانت المناطق الزمنية تُحدد بأحرف متتالية من الأبجدية، وكانت منطقة غرينتش الزمنية تُرمز لها بالحرف Z لأنها نقطة البداية. يشير الحرف أيضًا إلى "وصف المنطقة" للساعات الصفرية، والذي يُستخدم منذ عام 1920 (انظر تاريخ المناطق الزمنية ). ولأن الكلمة الصوتية للحرف Z في أبجدية الناتو هي "زولو"، يُعرف التوقيت العالمي المنسق (UTC) أحيانًا باسم " توقيت زولو ". ينطبق هذا بشكل خاص على الطيران، حيث يُعد "زولو" المعيار العالمي. [ 20 ] يضمن هذا أن جميع الطيارين، بغض النظر عن موقعهم، يستخدمون نفس نظام التوقيت ذي الـ 24 ساعة ، مما يجنبهم الارتباك عند الطيران بين المناطق الزمنية. [ 21 ] انظر قائمة المناطق الزمنية العسكرية للاطلاع على الأحرف المستخدمة بالإضافة إلى الحرف Z في المناطق الزمنية الأخرى غير غرينتش.

في الأجهزة الإلكترونية التي تسمح فقط بضبط المنطقة الزمنية باستخدام الخرائط أو أسماء المدن، يمكن اختيار التوقيت العالمي المنسق (UTC) بشكل غير مباشر عن طريق اختيار مدن مثل أكرا في غانا أو ريكيافيك في أيسلندا، حيث إنها دائماً ما تكون على التوقيت العالمي المنسق ولا تستخدم حالياً التوقيت الصيفي (على عكس غرينتش ولندن ، مما قد يكون مصدراً للخطأ). [ 22 ]

التوقيت الصيفي

لا يتغير التوقيت العالمي المنسق (UTC) بتغير الفصول، ولكن قد يتغير التوقيت المحلي أو التوقيت المدني إذا كانت المنطقة الزمنية تطبق التوقيت الصيفي. على سبيل المثال، يتأخر التوقيت المحلي على الساحل الشرقي للولايات المتحدة خمس ساعات عن التوقيت العالمي المنسق خلال فصل الشتاء، [ 23 ] ولكنه يتأخر أربع ساعات عند تطبيق التوقيت الصيفي هناك. [ 24 ]

تاريخ

في عام 1928، قدم الاتحاد الفلكي الدولي مصطلح التوقيت العالمي ( UT ) للإشارة إلى توقيت غرينتش (GMT)، حيث يبدأ اليوم عند منتصف الليل. [ 25 ] وحتى خمسينيات القرن العشرين، كانت إشارات التوقيت الإذاعية تعتمد على التوقيت العالمي، وبالتالي على دوران الأرض.

في عام ١٩٥٥، تم اختراع الساعة الذرية السيزيومية ، مما وفر شكلاً من أشكال ضبط الوقت أكثر استقرارًا وملاءمة من الرصد الفلكي. وفي عام ١٩٥٦، بدأ المكتب الوطني الأمريكي للمعايير والمرصد البحري الأمريكي بتطوير مقاييس زمنية للتردد الذري؛ وبحلول عام ١٩٥٩، استُخدمت هذه المقاييس الزمنية في توليد إشارات التوقيت WWV ، نسبةً إلى محطة الراديو ذات الموجات القصيرة التي تبثها. وفي عام ١٩٦٠، نسق المرصد البحري الأمريكي ومرصد غرينتش الملكي والمختبر الفيزيائي الوطني البريطاني بثهم الإذاعي بحيث تتزامن الخطوات الزمنية وتغيرات التردد، وأُطلق على المقياس الزمني الناتج اسم "التوقيت العالمي المنسق". [ ٢٦ ] [ ٢٧ ]  

في قرارٍ مثيرٍ للجدل، تم ضبط تردد الإشارات مبدئيًا ليتوافق مع معدل التوقيت العالمي، ثم تم تثبيته على نفس التردد باستخدام الساعات الذرية، وسُمح له عمدًا بالانحراف عن التوقيت العالمي. وعندما ازداد التباعد بشكلٍ ملحوظ، تم تغيير طور الإشارة (تدرجها) بمقدار 20 مللي ثانية لإعادتها إلى التوافق مع التوقيت العالمي. وقد استُخدمت 29 خطوة من هذا القبيل قبل عام 1960. [ 28 ]

في عام ١٩٥٨، نُشرت بيانات تربط تردد انتقال السيزيوم ، الذي تم تحديده حديثًا، بثانية التقويم الفلكي . تُعدّ ثانية التقويم الفلكي وحدةً في نظام الزمن، وعند استخدامها كمتغير مستقل في قوانين الحركة التي تحكم حركة الكواكب والأقمار في النظام الشمسي ، فإنها تُمكّن هذه القوانين من التنبؤ بدقة بالمواقع المرصودة لأجرام النظام الشمسي. وضمن حدود الدقة المرصودة، تكون ثواني التقويم الفلكي ثابتة الطول، كما هو الحال مع الثواني الذرية. وقد سمح هذا المنشور باختيار قيمة لطول الثانية الذرية تتوافق مع قوانين الحركة الفلكية. [ ٢٩ ]

بدأ تنسيق عمليات الإرسال الزمني والترددي حول العالم في 1 يناير 1960. تم اعتماد التوقيت العالمي المنسق (UTC) رسميًا لأول مرة في عام 1963 كتوصية CCIR رقم 374، انبعاثات الإشارة الزمنية والترددية القياسية ، وأصبح "UTC" الاختصار الرسمي للتوقيت العالمي المنسق في عام 1967. [ 2 ]

في عام ١٩٦١، بدأ المكتب الدولي للساعات بتنسيق عملية التوقيت العالمي المنسق (UTC) دوليًا (لكن لم يعتمد الاتحاد الفلكي الدولي اسم التوقيت العالمي المنسق رسميًا إلا في عام ١٩٦٧). [ ٣٠ ] [ ٣١ ] ومنذ ذلك الحين، كانت هناك قفزات زمنية كل بضعة أشهر، وتغييرات في التردد في نهاية كل عام. وزادت القفزات في الحجم إلى ٠.١ ثانية. وكان الهدف من هذا التوقيت العالمي المنسق هو السماح بتقريب دقيق جدًا للتوقيت العالمي المنسق الثاني (UT2). [ ٢٦ ]

في عام 1967، أُعيد تعريف الثانية في النظام الدولي للوحدات (SI) بدلالة التردد الذي توفره ساعة ذرية من السيزيوم. وكان طول الثانية بهذا التعريف مساويًا عمليًا لثانية التوقيت الفلكي. [ 32 ] وكان هذا هو التردد الذي استُخدم مؤقتًا في التوقيت الذري العالمي (TAI) منذ عام 1958. وسرعان ما تقرر أن وجود نوعين من الثواني بأطوال مختلفة، وهما ثانية التوقيت العالمي المنسق (UTC) وثانية النظام الدولي المستخدمة في TAI، فكرة غير مناسبة. ورُئي أنه من الأفضل لإشارات الوقت الحفاظ على تردد ثابت، وأن يتطابق هذا التردد مع  ثانية النظام الدولي. وبالتالي، كان من الضروري الاعتماد على الخطوات الزمنية وحدها للحفاظ على تقريب التوقيت العالمي (UT). وقد جُرِّب هذا عمليًا في خدمة تُعرف باسم "التوقيت الذري المتدرج" (SAT)، والتي كانت تعمل بنفس معدل TAI وتستخدم قفزات مقدارها 0.2 ثانية للبقاء متزامنة مع UT2. [ 33 ]

كان هناك أيضًا استياء من القفزات المتكررة في التوقيت العالمي المنسق (UTC) والتوقيت الذري السنغافوري (SAT). في عام 1968، اقترح كل من لويس إيسن ، مخترع الساعة الذرية السيزيومية، وجي.  إم.  آر.  وينكلر، بشكل مستقل، أن تكون الخطوات  ثانية واحدة فقط. [ 34 ] لتبسيط التعديلات المستقبلية. تمت الموافقة على هذا النظام في النهاية كلحظات كبيسة في توقيت عالمي منسق جديد في عام 1970، وتم تطبيقه في عام 1972، إلى جانب فكرة الحفاظ على تساوي ثانية التوقيت العالمي المنسق مع ثانية التوقيت الذري السنغافوري. نصت توصية CCIR رقم 460 على ما يلي: (أ) يجب الحفاظ على ثبات ترددات الموجة الحاملة والفواصل الزمنية، وأن تتوافق مع تعريف الثانية في النظام الدولي للوحدات ؛ (ب) يجب أن تكون تعديلات الخطوة، عند الضرورة، ثانية واحدة بالضبط للحفاظ على توافق تقريبي مع التوقيت العالمي (UT)؛ (ج) يجب أن تحتوي الإشارات القياسية على معلومات حول الفرق بين التوقيت العالمي المنسق والتوقيت العالمي. [ 35 ]

كخطوة وسيطة في نهاية عام ١٩٧١، حدثت قفزة غير منتظمة أخيرة مقدارها ٠٫١٠٧٧٥٨ ثانية من التوقيت الذري الدولي (TAI)، مما جعل مجموع جميع الخطوات الزمنية الصغيرة وتحولات التردد في التوقيت العالمي المنسق (UTC) أو التوقيت الذري الدولي (TAI) خلال الفترة ١٩٥٨-١٩٧١ عشر ثوانٍ بالضبط، بحيث أصبح ٠٠:٠٠:٠٠ بالتوقيت العالمي المنسق في ١ يناير ١٩٧٢ هو ٠٠:٠٠:١٠ بالتوقيت الذري الدولي بالضبط، [ ٣٦ ] وعدد صحيح من الثواني بعد ذلك. في الوقت نفسه، تم تغيير معدل دقات التوقيت العالمي المنسق ليطابق التوقيت الذري الدولي تمامًا. كما بدأ التوقيت العالمي المنسق بتتبع التوقيت العالمي الأول (UT1) بدلًا من التوقيت العالمي الثاني (UT2). وبدأت بعض إشارات التوقيت ببث تصحيح التوقيت العالمي الأول المزدوج (DUT1) (UT1  - UTC) للتطبيقات التي تتطلب تقريبًا أدق للتوقيت العالمي الأول (UT1) مما يوفره التوقيت العالمي المنسق. [ ٣٧ ] [ ٣٨ ]

يُحدد الإصدار الحالي من التوقيت العالمي المنسق (UTC) بموجب توصية الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU-R TF.460-6)، الخاصة بانبعاثات التردد القياسي وإشارات الوقت ، [ 39 ] وهو مبني على التوقيت الذري الدولي (TAI) مع إضافة ثوانٍ كبيسة على فترات غير منتظمة لتعويض الفرق المتراكم بين التوقيت الذري الدولي والوقت المقاس بدوران الأرض . [ 40 ] تُضاف الثواني الكبيسة حسب الحاجة للحفاظ على دقة التوقيت العالمي المنسق (UTC) ضمن نطاق 0.9  ثانية من متغير التوقيت العالمي UT1 . [ 41 ] انظر قسم "  العدد الحالي للثواني الكبيسة" للاطلاع على عدد الثواني الكبيسة المضافة حتى الآن.

عدد الثواني الكبيسة الحالية

حدثت أول ثانية كبيسة في 30 يونيو 1972. ومنذ ذلك الحين، تحدث الثواني الكبيسة بمعدل مرة كل 19  شهرًا تقريبًا، دائمًا في 30 يونيو أو 31 ديسمبر. اعتبارًا من يوليو 2022 ، وقد بلغ  مجموع الثواني الكبيسة 27 ثانية، وكلها موجبة، مما يجعل التوقيت العالمي المنسق  متأخراً عن التوقيت الآسيوي بمقدار 37 ثانية. [ 42 ]

وجدت دراسة نُشرت في مارس 2024 في مجلة Nature أن تسارع ذوبان الجليد في جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية بسبب تغير المناخ قد أدى إلى إبطاء دوران الأرض بما يكفي لتأخير التعديل السلبي التالي للثانية الكبيسة على التوقيت العالمي المنسق، مما أدى إلى تأجيل المشاكل التي تواجه أنظمة الكمبيوتر. [ 43 ]

الأساس المنطقي

رسم بياني يوضح الفرق DUT1 بين UT1 وUTC (بالثواني). تمثل الأجزاء الرأسية الثواني الكبيسة.

تتناقص سرعة دوران الأرض ببطء شديد بسبب تباطؤ المد والجزر ، مما يزيد من طول اليوم الشمسي المتوسط . وقد تمت معايرة طول  الثانية في النظام الدولي للوحدات (SI) بناءً على الثانية في التقويم الفلكي [ 29 ] [ 32 ] ، ويمكن الآن ملاحظة وجود علاقة بينها وبين اليوم الشمسي المتوسط ​​الذي رُصد بين عامي 1750 و1892، والذي حلله سيمون نيوكومب . ونتيجة لذلك، فإن الثانية في النظام الدولي للوحدات (SI) تقارب  1/86400 من اليوم الشمسي المتوسط ​​في منتصف القرن التاسع عشر. [ 44 ] في القرون السابقة، كان اليوم الشمسي المتوسط ​​أقصر من 86400 ثانية في النظام الدولي للوحدات (SI)، وفي القرون الأخيرة أصبح أطول من 86400 ثانية. في أواخر القرن العشرين، كان طول اليوم الشمسي المتوسط ​​(المعروف أيضًا ببساطة باسم "طول اليوم" أو "LOD") حوالي 86400.0013  ثانية. [ 45 ] لهذا السبب، فإن التوقيت العالمي المنسق (UT) الآن "أبطأ" من التوقيت الذري (TAI) بالفرق (أو "الزيادة" في طول اليوم) بمقدار 1.3  مللي ثانية/يوم.

يتراكم فائض زمن اليوم عن القيمة الاسمية البالغة 86,400  ثانية بمرور الوقت، مما يؤدي إلى عدم تزامن يوم التوقيت العالمي المنسق (UTC)، الذي كان متزامنًا في البداية مع متوسط ​​حركة الشمس، وتقدمه عليه. قرب نهاية القرن العشرين، ومع تجاوز زمن اليوم القيمة  الاسمية بمقدار 1.3 مللي ثانية، كان التوقيت العالمي المنسق (UTC) أسرع من التوقيت العالمي (UT) بمقدار 1.3  مللي ثانية يوميًا، متقدمًا بثانية واحدة تقريبًا كل 800 يوم. ولذلك، أُضيفت الثواني الكبيسة في هذه الفترة الزمنية تقريبًا، مما أدى إلى تأخير التوقيت العالمي المنسق (UTC) للحفاظ على تزامنه على المدى الطويل. [ 46 ] وتختلف فترة الدوران الفعلية تبعًا لعوامل غير متوقعة مثل الحركة التكتونية ، ويجب رصدها بدلًا من حسابها.

كما أن إضافة يوم كبيس كل أربع سنوات لا تعني أن السنة تطول بيوم واحد كل أربع سنوات، فإن إضافة ثانية كبيسة كل 800 يوم لا تعني أن متوسط ​​اليوم الشمسي يطول بثانية واحدة كل 800 يوم. سيستغرق الأمر حوالي 50,000 عام حتى يطول متوسط ​​اليوم الشمسي بثانية واحدة (بمعدل 2  مللي ثانية لكل قرن). ويتراوح هذا المعدل بين 1.7 و2.3 مللي  ثانية لكل قرن. وبينما يبلغ المعدل الناتج عن احتكاك المد والجزر وحده حوالي 2.3  مللي ثانية لكل قرن، فإن ارتفاع كندا واسكندنافيا بعدة أمتار منذ العصر الجليدي الأخير قد خفض هذا المعدل مؤقتًا إلى 1.7 مللي ثانية لكل قرن على مدى الـ 2700 عام الماضية . [ 47 ] إذن، السبب الصحيح للثواني الكبيسة ليس الفرق الحالي بين وقت اليوم الفعلي والاسمي، بل تراكم هذا الفرق على مدى فترة زمنية: قرب نهاية القرن العشرين ، كان هذا الفرق حوالي 1 / 800 من الثانية في اليوم؛ لذلك، بعد حوالي 800 يوم ، تراكم إلى ثانية واحدة (ثم تمت إضافة ثانية كبيسة).    

في الرسم البياني الخاص بالجهاز DUT1 أعلاه، يتوافق فائض طول اليوم (LOD) عن القيمة الاسمية البالغة 86,400  ثانية مع الانحدار الهابط للرسم البياني بين الأجزاء الرأسية. (وقد أصبح هذا الانحدار أقل حدة في ثمانينيات القرن العشرين، وأوائل الألفية الثانية، وأواخر العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين وحتى العقد الثالث منه، نتيجةً لتسارع طفيف في دوران الأرض أدى إلى تقصير اليوم مؤقتًا). يُمثل الموضع الرأسي على الرسم البياني تراكم هذا الفرق بمرور الوقت، بينما تُمثل الأجزاء الرأسية الثواني الكبيسة المُضافة لمطابقة هذا الفرق المتراكم. تُضبط الثواني الكبيسة للحفاظ على الجهاز DUT1 ضمن النطاق الرأسي الموضح في الرسم البياني المجاور. وبالتالي، يتوافق تردد الثواني الكبيسة مع ميل الأجزاء القطرية للرسم البياني، ومن ثم مع فائض طول اليوم. أما الفترات الزمنية التي ينعكس فيها اتجاه الميل (أي يصبح الميل صاعدًا، وليس الأجزاء الرأسية) فهي الفترات التي يكون فيها فائض طول اليوم سالبًا، أي عندما يكون طول اليوم أقل من 86,400 ثانية.

مستقبل

مع استمرار تباطؤ دوران الأرض، ستزداد الحاجة إلى الثواني الكبيسة الموجبة. يبلغ معدل التغير طويل المدى لوقت اليوم (LOD) حوالي +1.7  مللي ثانية لكل قرن. في نهاية القرن الحادي والعشرين، سيبلغ وقت اليوم حوالي 86,400.004  ثانية، مما يستلزم إضافة ثانية كبيسة كل 250 يومًا تقريبًا. على مدى عدة قرون، سيصبح تكرار الثواني الكبيسة إشكاليًا. [ 48 ] لوحظ تغير في اتجاه قيم UT1  − UTC بدءًا من يونيو 2019 تقريبًا، حيث تسارع دوران الأرض بدلًا من التباطؤ (مع إضافة الثواني الكبيسة للحفاظ على الفرق بين UT1 وUTC أقل من 0.9 ثانية)، مما أدى إلى زيادة هذا الفرق. إذا استمر هذا الاتجاه، فقد يلزم إضافة ثانية كبيسة سالبة، وهو أمر لم يُستخدم من قبل. [ 49 ] [ 50 ]

في وقت ما من القرن الثاني والعشرين، سيُصبح من الضروري إضافة ثانيتين كبيستين كل عام. ولن يكون النظام الحالي الذي يقتصر على إضافة الثواني الكبيسة في يونيو وديسمبر كافيًا للحفاظ على فرق زمني أقل من ثانية واحدة، وقد يُقرر إضافة الثواني الكبيسة في مارس وسبتمبر. وفي القرن الخامس والعشرين  ، من المتوقع أن يُصبح من الضروري إضافة أربع ثوانٍ كبيسة كل عام، لذا فإن الخيارات الحالية التي تعتمد على إضافة الثواني الكبيسة كل ثلاثة أشهر لن تكون كافية.

في أبريل 2001، اقترح روب سيمان من المرصد الوطني لعلم الفلك البصري السماح بإضافة الثواني الكبيسة شهريًا بدلاً من مرتين سنويًا. [ 51 ]

في عام ٢٠٢٢، اعتمد المؤتمر العام للأوزان والمقاييس قرارًا لإعادة تعريف التوقيت العالمي المنسق (UTC) وإلغاء الثواني الكبيسة، مع الإبقاء على الثانية المدنية ثابتة ومساوية للثانية في النظام الدولي للوحدات (SI)، ما سيؤدي إلى تباعد الساعات الشمسية تدريجيًا عن التوقيت المدني. سيتم إلغاء الثواني الكبيسة بحلول عام ٢٠٣٥. لا يقطع القرار الصلة بين التوقيت العالمي المنسق (UTC) والتوقيت العالمي المنسق (UT1)، ولكنه يزيد الحد الأقصى المسموح به للفرق. تُترك تفاصيل هذا الحد الأقصى للفرق وكيفية تطبيق التصحيحات لمناقشات مستقبلية. [ ٣ ] سيؤدي هذا إلى تحول في حركة الشمس بالنسبة للتوقيت المدني، حيث يزداد الفرق تربيعيًا مع مرور الوقت (أي يتناسب مع مربع عدد القرون المنقضية). وهذا يُشابه تحول الفصول بالنسبة للتقويم السنوي الناتج عن عدم تطابق السنة التقويمية تمامًا مع طول السنة المدارية . سيكون هذا تغييرًا في التوقيت المدني، وسيكون تأثيره بطيئًا في البداية، ولكنه سيصبح حادًا على مدى عدة قرون. سيصبح التوقيت العالمي المنسق (UTC) (والتوقيت الذري المداري) متقدمًا بشكل متزايد عن التوقيت العالمي المنسق (UT). سيتزامن ذلك مع التوقيت المحلي المتوسط ​​على طول خط زوال ينجرف شرقًا بسرعة متزايدة. [ 52 ] وبالتالي، سيفقد نظام التوقيت ارتباطه الثابت بالإحداثيات الجغرافية المستندة إلى خط زوال نظام IERS . سيصل الفرق بين التوقيت العالمي المنسق (UTC) والتوقيت العالمي (UT) إلى 0.5 ساعة بعد عام 2600، وإلى 6.5 ساعات تقريبًا بحلول عام 4600. [ 53 ]

لم تتمكن مجموعة الدراسة السابعة التابعة لقطاع الاتصالات الراديوية في الاتحاد الدولي  للاتصالات وفريق العمل 7أ من التوصل إلى توافق في الآراء بشأن طرح المقترح على جمعية الاتصالات الراديوية لعام 2012؛ وقد اختار رئيس مجموعة الدراسة السابعة طرح المسألة على جمعية الاتصالات الراديوية لعام 2012 (20 يناير 2012)، [ 54 ] إلا أن الاتحاد الدولي للاتصالات أرجأ النظر في المقترح إلى المؤتمر العالمي للراديو في عام 2015. [ 55 ] وقد نظر هذا المؤتمر بدوره في المسألة، [ 56 ] لكن لم يتم التوصل إلى قرار نهائي؛ بل اختار فقط مواصلة الدراسة بهدف إعادة النظر فيها في عام 2023. [ 57 ]  

يُعدّ استخدام الساعة الكبيسة أو الدقيقة الكبيسة بديلاً مقترحاً للثانية الكبيسة، وهو ما يتطلب تغييرات مرة واحدة فقط كل بضعة قرون. [ 58 ]

أقر المؤتمر العالمي للاتصالات الراديوية التابع للاتحاد الدولي للاتصالات لعام 2023 (WRC-23)، الذي عقد في دبي (الإمارات العربية المتحدة) في الفترة من 20 نوفمبر إلى 15 ديسمبر 2023، رسميًا القرار 4 [ 59 ]  الصادر عن المؤتمر العام السابع والعشرين للتخطيط والميزانية (2022)، والذي ينص على زيادة القيمة القصوى للفرق (UT1 − UTC) في عام 2035 أو قبله. [ 60 ]

انظر أيضاً

مراجع

ملحوظات

  1. لا يتوافق التوقيت العالمي المنسق (UTC) مع ترتيب الكلمات في التوقيت العالمي المنسق الإنجليزي أو التوقيت العالمي المنسق الفرنسي ( temps universel coordonné) . وبدلاً من ذلك، تم اعتماد التوقيت العالمي المنسق كحل وسط، حيث يتوافق مع نمط UT0 و UT1 و UT2 ، ويُستخدم كاختصار موحد ومحايد لغوياً للاستخدام الدولي.
  2. لم يعد يتم بث إشارة توقيت غرينتش ،أو "النبضات"، من غرينتش، بل من المختبر الفيزيائي الوطني في تيدينغتون، ساري، وتستخدم التوقيت العالمي المنسق (UTC) بدلاً من توقيت غرينتش (GMT). [ 1 ]

الاقتباسات

  1. إيفرز 2013 ، ص 74.
  2. 1 2 3 مكارثي 2009 ، ص. 4.
  3. 1 2 "قرارات المؤتمر العام للأوزان والمقاييس (الاجتماع السابع والعشرون)" . المكتب الدولي للأوزان والمقاييس . 19 نوفمبر 2022. مؤرشف من الأصل في 19 نوفمبر 2022. تم الاطلاع عليه في 19 أغسطس 2022 .
  4. كتيب النظام الدولي للوحدات ( الطبعة التاسعة). المكتب الدولي للأوزان والمقاييس. 2019. النسخة الفرنسية . تم الاطلاع عليه في 9 سبتمبر 2023 . 
  5. لماذا يُستخدم اختصار UTC للتوقيت العالمي المنسق بدلاً من CUT؟ ما علاقة UTC(NIST) بالتوقيت العالمي المنسق (UTC) والتوقيت الذري الدولي (TAI) وتوقيت غرينتش (GMT) وتوقيت المرصد البحري الأمريكي (USNO) وتوقيت نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) وتوقيت زولو؟ المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا ، قسم الوقت والتردد. ١١ أكتوبر ٢٠٢٤. تاريخ الاطلاع: ١١ مارس ٢٠٢٥ .
  6. قرارات الاتحاد الفلكي الدولي لعام 1976 .
  7. كيف يعمل برنامج NTP 2011 .
  8. مجلة الطيران 2006 .
  9. هورزيبا 2010 .
  10. جمعية الاتصالات الراديوية التابعة للاتحاد الدولي للاتصالات 2002 ، ص 3.
  11. الخدمة الدولية لدوران الأرض وأنظمة المرجعية 2011 .
  12. مكارثي وسيدلمان 2009 ، ص 229.
  13. مكارثي وسيدلمان 2009 ، الفصل 4.
  14. غينو 2011 ، ص. S181.
  15. ^ تاريخ TAI−UTC ج. 2009 .
  16. McCarthy & Seidelmann 2009 ، ص 217، 227–231.
  17. مكارثي وسيدلمان 2009 ، ص 209.
  18. "الدائرة T" . المكتب الدولي للأوزان والمقاييس . مؤرشف من الأصل في 30 يونيو 2022. تم الاطلاع عليه في 17 يونيو 2022 .
  19. Seidelmann 1992 ، ص 7.
  20. التسميات الزمنية العسكرية والمدنية nd .
  21. ويليامز 2005 .
  22. أيسلندا 2011 .
  23. 15 قانون الولايات المتحدة § 261 2007 .
  24. 15 قانون الولايات المتحدة § 260a 2005 .
  25. مكارثي وسيدلمان 2009 ، ص 10-11.
  26. 1 2 مكارثي وسيدلمان 2009 ، ص 226-227.
  27. مكارثي 2009 ، ص 3.
  28. ^ أرياس وجوينو وكوين 2003 .
  29. 1 2 ماركويتز وآخرون 1958 .
  30. نيلسون وماكارثي 2005 ، ص 15.
  31. ^ نيلسون وآخرون. 2001 ، ص. 515.
  32. 1 2 ماركويتز 1988 .
  33. مكارثي وسيدلمان 2009 ، ص 227.
  34. ^ إيسن 1968 ، ص 161-165.
  35. مكارثي 2009 ، ص 5.
  36. بلير 1974 ، ص 32.
  37. Seidelmann 1992 ، ص 85-87.
  38. نيلسون، لومباردي وأوكاياما 2005 ، ص 46.
  39. جمعية الاتصالات الراديوية التابعة للاتحاد الدولي للاتصالات 2002 .
  40. تشيستر 2015 .
  41. "كم مرة تحدث الثواني الكبيسة؟" . أسئلة وأجوبة حول الثواني الكبيسة . المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا ، قسم الوقت والتردد. ١١ أكتوبر ٢٠٢٤. تاريخ الاطلاع: ٢٢ يونيو ٢٠٢٥ .
  42. النشرة ج 2022 .
  43. أغنيو، دنكان كار (27 مارس 2024). "مشكلة ضبط الوقت العالمي مؤجلة بسبب الاحتباس الحراري" . مجلة نيتشر . 628 (8007): 333-336 . Bibcode : 2024Natur.628..333A . doi : 10.1038/s41586-024-07170-0 . PMID 38538793 . 
  44. مكارثي وسيدلمان 2009 ، ص 87.
  45. مكارثي وسيدلمان 2009 ، ص 54.
  46. مكارثي وسيدلمان 2009 ، ص 230. (المتوسط ​​للفترة من 1 يناير 1991 إلى 1 يناير 2009. يختلف المتوسط ​​اختلافًا كبيرًا اعتمادًا على الفترة المختارة.) 
  47. ستيفنسون وموريسون 1995 .
  48. مكارثي وسيدلمان 2009 ، ص 232.
  49. "هل ستكون الثواني الكبيسة السالبة جزءًا من مستقبلنا؟" (ملف PDF) (بيان صحفي). المرصد البحري الأمريكي. 10 فبراير 2021. تاريخ الاطلاع: 18 يونيو 2022 .
  50. "مخططات من UT1 إلى UTC - النشرة أ - الكل" . الخدمة الدولية لدوران الأرض وأنظمة الإسناد . 16 سبتمبر 2021. مؤرشف من الأصل في 23 أكتوبر 2021. تم الاطلاع عليه في 16 سبتمبر 2021 .
  51. سيمان، روب (9 أبريل 2001). "الترقية لا التدهور" . مؤرشف من الأصل في 2 يونيو 2013. تم الاطلاع عليه في 10 سبتمبر 2015 .
  52. إيرفين 2008 .
  53. ألين 2011 أ.
  54. Seidelmann & Seago 2011 ، ص. S190.
  55. تأجيل قرار القفزة 2012 .
  56. «مؤتمر الاتحاد الدولي للاتصالات الراديوية العالمي يُعقد في جنيف، من 2 إلى 27 نوفمبر 2015» (بيان صحفي). الاتحاد الدولي للاتصالات. 2015. تاريخ الاطلاع: 3 نوفمبر 2015 .
  57. "التوقيت العالمي المنسق (UTC) للاحتفاظ بـ "الثانية الكبيسة""" . itu.int (بيان صحفي) . تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يوليو 2017 .
  58. «علماء يقترحون إضافة ساعة كبيسة لتصحيح نظام التوقيت» . صحيفة نيو إنديان إكسبريس . ١٤ مايو ٢٠١٢. مؤرشف من الأصل في ٣ سبتمبر ٢٠٢٢. تم الاطلاع عليه في ٣ سبتمبر ٢٠٢٢ .
  59. "القرار رقم 4 الصادر عن المؤتمر العام السابع والعشرين للميزانية والإدارة (2022)" . المكتب الدولي للميزانية والإدارة .
  60. "يعمل الاتحاد الدولي للاتصالات الراديوية والمكتب الدولي للأوزان والمقاييس معًا في المؤتمر العالمي للاتصالات الراديوية" . المكتب الدولي للأوزان والمقاييس .

مصادر عامة وموثقة