UTC（协调世界时）

UTC（全称：Coordinated Universal Time，中文名：协调世界时，又称协调世界时间、世界统一时间）是由国际计量局（BIPM）基于全球约80多个国家时间实验室的400多台原子钟数据计算产生的国际参考时间尺度，由国际电信联盟（ITU）定义为国际标准，并经国际地球自转和参考系统服务（IERS）协助通过闰秒调整以与基于地球自转的世界时（UT1）保持同步。UTC是全球民用时间、时区系统和现代通信、导航、金融交易等基础设施的时间基准。

UTC
中文名	协调世界时
英文名	Coordinated Universal Time
别名	协调世界时间、世界统一时间、世界标准时间
缩写	UTC
起始时间	1972年1月1日（现行定义）
维护机构	国际计量局（BIPM）
标准定义机构	国际电信联盟（ITU）
闰秒发布机构	国际地球自转和参考系统服务（IERS）
基础时标	国际原子时（TAI）
与TAI时差	UTC比TAI慢37秒（截至2025年）
与UT1容差	小于0.9秒
表示方式	24小时制

定义与概述

协调世界时（UTC）是一种阶梯式原子时间尺度，其速率与国际原子时（TAI）完全一致，但两者之间保持整数秒的固定差值。UTC并非由单一物理时钟直接保持，而是BIPM每月收集全球时间实验室的原子钟比对数据后计算得出的"纸面"时间尺度（paper time scale），再通过《时间公报》（Circular T）向各国发布各实验室本地实现UTC(k)与UTC的偏差。

UTC的时间单位是国际单位制（SI）定义的秒，即"铯-133原子基态两个超精细能级之间跃迁所对应辐射周期的9,192,631,770倍"。由于地球自转速度不均匀且总体呈减慢趋势，基于原子钟的TAI与基于地球自转的UT1会逐渐偏离。UTC通过插入或删除闰秒的方式，确保UTC与UT1之间的差异始终小于0.9秒。

历史

前身与起源

在UTC出现之前，全球通用的时间标准是基于天文观测的格林尼治平时（GMT），即英国伦敦格林尼治天文台所在本初子午线的平均太阳时。随着原子钟技术的发展，基于原子物理现象的时间尺度比天文观测更为稳定和精确。1967年，国际计量大会（CGPM）正式将秒的定义从天文测量改为基于铯原子跃迁频率。

20世纪60年代初，国际无线电咨询委员会（CCIR，现ITU-R）开始研究将原子时与天文时相结合的时间系统。1960年至1971年间曾使用过一种"弹性秒"（rubber seconds）版本的UTC，通过微调原子钟频率和100毫秒量级的时间步进来近似跟踪UT2，但这种方式给无线电授时信号的发射和校准带来极大不便。

现行UTC的建立

1970年，ITU内部国际专家组正式确立"UTC"这一缩写作为多语言折中方案——英语缩写本应为CUT（Coordinated Universal Time），法语缩写本应为TUC（temps universel coordonné），为避免偏向任何单一语言，最终选定UTC。1972年1月1日，现行UTC定义正式生效，规定UTC采用固定长度的SI秒，与TAI保持整数秒偏移（初始偏移为10秒），并通过整秒闰秒调整维持与UT1的同步。自1972年以来，共实施了27次正闰秒，截至2025年，UTC比TAI慢37秒。

技术原理

国际原子时基础

UTC的计算基础是国际原子时（TAI）。BIPM每月收集全球约80多个国家时间实验室的400多台原子钟（包括铯原子钟和氢微波激射器钟）的比对数据，通过加权平均算法生成自由原子时标（EAL），再利用各国计量院的主频率标准进行速率校准，最终得到TAI。TAI是一个连续、均匀的时间尺度，其虚拟起点设定为1958年1月1日0时，该时刻与UT1大致重合。

闰秒机制

闰秒是UTC为补偿地球自转速度变化而进行的±1秒整数调整。当IERS预测未来12个月内UT1与UTC的差值将达到0.9秒时，会提前约6个月发布闰秒公告。闰秒通常在UTC时间6月30日或12月31日的最后一分钟实施：正闰秒在该分钟插入第61秒（23:59:60），负闰秒则跳过第60秒（23:59:58后直接为00:00:00）。截至2025年，历史上仅实施过正闰秒，尚未实施过负闰秒。

管理与发布

UTC的全球协调由多个国际组织分工负责：BIPM负责UTC的计算、保持与发布；ITU负责UTC的国际标准定义和无线电授时规范；IERS负责监测地球自转并决定闰秒的插入。BIPM每月发布《时间公报》（Circular T），报告各参与实验室的UTC(k)与UTC的偏差，以及全球导航卫星系统（GNSS）广播时间与UTC的关系。各国时间实验室依据Circular T调整本地UTC(k)，并通过无线电、卫星、光纤等方式向国内用户播发标准时间。

应用

UTC是全球民用时间的法定基础，各国时区均表示为UTC的偏移量（如北京时间UTC+8、日本标准时间UTC+9）。在电信网络、卫星导航（GPS、北斗、伽利略等）、金融交易、航空管制和科学研究等领域，UTC或其衍生的连续时标（如GPS时间）是时间同步的核心基准。值得注意的是，大多数全球导航卫星系统为保持系统内部时间的连续性，选择不插入闰秒，因此GPS时间、伽利略时间等系统时与UTC存在固定的整数秒偏差。

相关时标

• TAI（国际原子时）：连续均匀的原子时标，UTC在速率上与之完全一致。
• UT1（世界时1）：基于地球自转的天文时标，反映地球真实的自转角度。
• GMT（格林尼治平时）：原天文时标概念，现多作为UTC在零时区的民用时间代称。
• GPS时间：GPS系统内部连续时标，1980年起与UTC同步但不含闰秒，截至2025年比UTC快18秒。

未来变革

闰秒的不规则插入对需要精确连续时间的计算机系统、通信网络和导航系统造成显著风险。2022年11月，国际计量大会（CGPM）通过决议，赞成维持UTC与地球自转同步的机制，但将UTC与UT1的容差限制从0.9秒放宽，以减少闰秒频次。BIPM、ITU-R及相关组织正合作制定新程序，预计2035年生效，可能引入更大的UT1-UTC偏移容差值，以平衡天文一致性与技术系统的连续性需求。