时区与时间

时区

       由于世界各国家与地区经度不同,地方时也有所不同,因此会划分为不同的时区。有关国际会议决定将地球表面按经线从东到西,划成一个个区域,并且规定相邻区域的时间相差1小时。在同一区域内的东端和西端的人看到太阳升起的时间最多相差不过1小时。当人们跨过一个区域,就将自己的时钟校正1小时(向西减1小时,向东加1小时),跨过几个区域就加或减几小时。这样使用起来就很方便。但是实际上,在具体地区(国家或省份)中通常都存在跨时区情况,所以实际上时区的划分并不是严格按照南北直线来划分,而是按照具体自然条件划分。例如我国幅员辽阔,东西方向差不多横跨了五个时区,但是实际上我国统一采用的是东八区的时间,即我们常说的北京时间。

地球是自西向东自转,东边比西边先看到太阳,东边的时间也比西边的早。东边时刻与西边时刻的差值不仅要以时计算,而且还要以分和秒来计算。为了克服时间上的混乱,1884年在华盛顿召开的一次国际经度会议(又称国际子午线会议)上,规定将全球划分为24个时区(东、西各12个时区)。

会议规定:英国(格林威治天文台旧址)为中时区(即零时区,也称为本初子午线),东1-12区,西1-12区。每个时区横跨经度15度,时间正好是1小时。最后的东、西第12区各跨经度7.5度,以东、西经180度为界。每个时区的中央经线上的时间就是这个时区统一采用的时间,称为区时。

例如:北京时间比洛杉矶时间早15或者16个小时,比纽约时间早12或者13个小时。具体和时令有关。

冬令时和夏令时

       目前世界上用的时间基准是基于格林威治时间,它处在零时区,全球的二十四个时区基于它进行加减。所谓的夏令时是指在每年三月份时,在格林威治标准时间上拨快一个小时,此时新的时间就是夏令时。而到了十月份后,又在夏令时的基础上拨慢一个小时,这时就是冬令时,那么由此可以看出:格林威治标准时其实就是冬令时。

       目前全球大约有七十个国家和地区实行夏令时和冬令时,欧盟从3月最后一个星期天到10月最后一个星期天实行夏令时。美国和加拿大从3月的第二个星期天至11月的第一个星期天实行夏令时,其中美国的亚利桑那州大部分地区、夏威夷州、波多黎各和维京群岛、美属萨摩亚、关岛和北马里亚纳群岛不实行夏令时,加拿大的萨斯喀彻温省大部分地区也不实行。新西兰会在9月最后一个星期天到4月第一个星期天实行夏令时。俄罗斯则从2014年起永久实行冬令时,莫斯科与北京的时差也将达到5个小时。

       我国从1986年至1991年曾实行夏令时和冬令时。1980年至1986年中国用电紧张,当时有些学者支持实行夏令时。1986年4月,我国中央有关部门发出《在全国范围内实行夏时制的通知》,具体作法是:每年从四月中旬第一个星期日的凌晨2时整(北京时间),将时钟拨快一个小时,如:从两点拨至三点。到九月中旬第一个星期日的凌晨2时整(北京时间),再将时钟拨回一小时,即将表针由2时拨至1时,夏令时结束。

       中国于1992年结束实行了6年的夏令时制度。1992年国务院发布的《国务院办公厅关于暂停实行夏时制的通知》中也提到:“我国南北温差大,东西时差大,全国又统一执行北京时间,因此,实行夏令时制度在西北,西南以及长江流域以南地区收不到节电效果。而且,夏令时制度也给人民群众生活和铁路运输等行业带来诸多不便,根据这种情况,国务院决定,从一九九二年起暂停实行夏时制。”

其实实行夏令时的目的就是为了充分利用光照,因为在夏季时段,昼长夜短,将时钟调快一个小时有利于充分利用阳光,进而达到节能减排的效果,根据法国能源与环境控制署2010年发布的调查报告显示,2009年夏令时的实施节约了至少440亿度电,这相当于法国80万个家庭一年的用电量。同时,夏令时也旨在提醒人们早起早睡,养成良好的生活习惯,提高生活质量。

但是夏令时的实行是一把双刃剑,利弊皆有,弊端就是会影响人的生物钟,毕竟会有着一个小时的时差,进而可能导致睡眠、工作甚至是身体健康,需要付出的社会代价很大,所以很多地区对于是否需要实行夏令时存在很多争议。

格林威治时间

       也称格林尼治平均时间(Greenwich Mean Time,GMT),是指格林尼治所在地的标准时间。格林尼治是英国伦敦南郊原皇家格里尼治天文台所在地,地球本初子午线的标界处,世界计算时间和经度的起点。1675年,由于英国海上势力的扩张,国王查理二世便决定在格林威治山顶的瞭望台处建立皇家天文台,主要用于确定地球的经度。到公元1767年,天文学家们摸清了主要天体的运行规律,船员得以通过星星的位置确定航船的方位。也是在那时,世界上第一张航海图诞生了。1884年,国际子午线会议通过表决,以通过格林威治的天文台的经线为本初子午线。子午线就是经线,本初子午线就是零度经线。这就是为什么24个时区都以格林威治的区时为基础进行加减的原因。

       格林尼治平均时间的正午是指当平太阳横穿格林尼治子午线时(也就是在格林尼治上空最高点时)的时间。由于地球每天的自转是有些不规则的,而且正在缓慢减速,因此格林尼治平时基于天文观测本身的缺陷,已经被原子钟报时的协调世界时(UTC)所取代。

       一般使用GMT+8表示中国的时间,是因为中国位于东八区,时间上比格林威治时间快8个小时。

       区分几个概念:CST,CET,UTC,GMT,DST,Unix时间戳

UTC:UTC指的是Coordinated Universal Time- 世界协调时间(又称世界标准时间、世界统一时间),是经过平均太阳时(以格林威治时间GMT为准)、地轴运动修正后的新时标以及以「秒」为单位的国际原子时所综合精算而成的时间,计算过程相当严谨精密,因此若以「世界标准时间」的角度来说,UTC比GMT来得更加精准。其误差值必须保持在0.9秒以内,若大于0.9秒则由位于巴黎的国际地球自转事务中央局发布闰秒,使UTC与地球自转周期一致。所以基本上UTC的本质强调的是比GMT更为精确的世界时间标准。

GMT:Greenwich Mean Time 格林尼治平均时,UTC和GMT都与英国伦敦的本地时相同,所以程序中UTC与GMT没什么不同。只是说GMT可能就精确性来说不如UTC。

Unix时间戳:在计算机中看到的UTC时间都是从(1970年01月01日 0:00:00)开始计算秒数的。所看到的UTC时间那就是从1970年这个时间点起到具体时间共有多少秒。 这个秒数就是Unix时间戳。

CST:CST却同时可以代表如下 4 个不同的时区:
Central Standard Time (USA) UT-6:00(美国中部时间)
Central Standard Time (Australia) UT+9:30(澳大利亚中部时间)
China Standard Time UT+8:00(中国标准时间)
Cuba Standard Time UT-4:00(古巴标准时间)

CET:Central European Time,欧洲中部时间,它是比世界标准时间UTC早一个小时的时区名称之一,它被大部分欧洲国家和部分北非国家采用。冬季时间为UTC+1,夏季欧洲夏令时为UTC+2。

DST:Daylight Saving Time(夏日节约时),其实就是前面提到的夏令时

这么来看,它们的关系就很明确了,一般认为:

UTC = GMT
CET = UTC/GMT+1
CST = CET+9 = UTC/GMT+8 = UTC/GMT-6 = UTC/GMT-4

问题

为什么在有些系统的时钟出现问题时,时间会显示成Thu Jan 01 08:00:00 CST 1970 或者 1970-01-01 08:00:00?

       这是因为在计算机中存储的是Timestamp,即时间戳,当它出错时,timestamp默认取值为0,此时就表示时间(GMT)1970年1月1日0时0分0秒。而中国使用的是北京时间,处于东八区,对应的CST时间就是早上八点,所以在国内如果系统时间出现错误,经常会显示成1970年1月1日 08:00

有时会遇到前后端获取CST时间后,前端展示的时间内容可能会出现差异:

       在Java程序中,获取时间CST时间时一般是China Standard Time,但是客户端JavaScript默认采用的CST时间是美国中部时间(即Central Standard Time (USA) ),所以可能会出现时差问题:例如通过Java获取的CST时间是2015年3月4日上午10点;但是如果直接将CST时间传到前端,JavaScript接收后,它会将传入的CST时间当做美国中部时间(实际上是中国标准时间),那么如果此时将其转换成GMT时间展示时,就会发现得到的是:Wed, 04 Mar 2015 16:00:00 GMT,也就是2015年3月4日下午16点

//因为此时的CST与GMT换算关系为:
CST = UTC/GMT - 6 //此时的CST为Central Standard Time (USA)
//所以可以得出:
UTC/GMT = CST + 6

时间戳(timestamp)

       它是一个能表示一份数据在某个特定时间之前已经存在的、 完整的、 可验证的数据,通常是一个字符序列,唯一地标识某一刻的时间。从根本上讲,它就是指格林威治时间1970年01月01日00时00分00秒(北京时间1970年01月01日08时00分00秒)起至现在的总秒数。它的提出主要是为用户提供一份电子证据, 以证明用户的某些数据的产生时间。

时间戳可以分成两种:自建时间戳和具有法律效应的时间戳:

1.自建时间戳:此类时间戳是通过时间接收设备(如GPS,CDMA,北斗卫星)来获取时间到时间戳服务器上,并通过时间戳服务器签发时间戳证书。此种时间戳可用来企业内部责任认定,在法庭认证时并不具备法律效力。因其在通过时间接收设备接收时间时存在被篡改的可能,故此不能做为法律依据。

2.具有法律的效力的时间戳:它是由我国中科院国家授时中心与北京联合信任技术服务有限公司负责建设的我国第三方可信时间戳认证服务。由国家授时中心负责时间的授时与守时监测。因其守时监测功能而保障时间戳证书中的时间的准确性和不被篡改。获取时间戳平台有“大众版权保护平台”,可与我国中科院国家授时中心时间同步。

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