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[[File:Atomic Clock Resonator.jpg|thumb|300px|right|1984年から1993年まで国際原子時の較正に使われていたセシウム[[原子時計]]の共振部。[[国立科学博物館]]の展示。]]
[[File:Atomic Clock Resonator.jpg|thumb|300px|right|1984年から1993年まで国際原子時の較正に使われていたセシウム[[原子時計]]の共振部。[[国立科学博物館]]の展示。]]
'''国際原子時'''（こくさいげんしじ、{{lang-fr|Temps Atomique International}}、略語：'''TAI'''、{{lang-de|Internationale Atomzeit}}、{{lang-en|International Atomic Time}}）は、現在国際的に規定・管理される[[原子時]]である。地球表面（[[ジオイド]]面）上の[[座標時]]の実現と位置付けられる。
'''国際原子時'''（こくさいげんしじ、{{lang-fr|temps atomique international}}、略語：'''TAI'''、{{lang-de|Internationale Atomzeit}}、{{lang-en|International Atomic Time}}）は、現在国際的に規定・管理される[[原子時]]である。地球表面（[[ジオイド]]面）上の[[座標時]]の実現と位置付けられる。


[[国際単位系]] (SI) では、「[[秒]]は[[セシウム|セシウム133]]の[[原子]]の[[基底状態]]の二つの[[超微細準位]]の間の[[遷移]]に対応する[[放射]]の[[周期]]の{{val|9192631770}}倍の継続時間である。」と[[定義]]されている<ref>[https://www.nmij.jp/library/units/si/R8/SI8J.pdf] 「国際文書第 8 版　(2006)　国際単位系 （SI）　日本語版」 2.1.1.3 時間の単位（秒）　[[産業技術総合研究所|(独)産業技術総合研究所]]　計量標準総合センター訳・監修、p.23 </ref>。<!-- 時間の計量単位と時刻の目盛である時刻系は異なる -->
[[国際単位系]] (SI) では、「[[秒]]は[[セシウム|セシウム133]]の[[原子]]の[[基底状態]]の二つの[[超微細準位]]の間の[[遷移]]に対応する[[放射]]の[[周期]]の{{val|9192631770}}倍の継続時間である。」と[[定義]]されている<ref>[https://www.nmij.jp/library/units/si/R8/SI8J.pdf] 「国際文書第 8 版　(2006)　国際単位系 （SI）　日本語版」 2.1.1.3 時間の単位（秒）　[[産業技術総合研究所|(独)産業技術総合研究所]]　計量標準総合センター訳・監修、p.23 </ref>。<!-- 時間の計量単位と時刻の目盛である時刻系は異なる -->
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TAIの定義は参加する[[原子時計]]同士の定期的な比較による較正であり、時間の遡及により最高精度が維持される。この較正は[[ナノ秒]]精度を要求する用途で用いられ、大多数の時刻サービス利用者は、複数台の原子時計で較正された時間間隔を過去に参照した原子時計から供給される、TAIのリアルタイム評価値を利用する。[[GPS衛星]]が発射する[[電波]]の時刻信号はTAIに裏付けられたリアルタイムの時刻源として広く使われている。
TAIの定義は参加する[[原子時計]]同士の定期的な比較による較正であり、時間の遡及により最高精度が維持される。この較正は[[ナノ秒]]精度を要求する用途で用いられ、大多数の時刻サービス利用者は、複数台の原子時計で較正された時間間隔を過去に参照した原子時計から供給される、TAIのリアルタイム評価値を利用する。[[GPS衛星]]が発射する[[電波]]の時刻信号はTAIに裏付けられたリアルタイムの時刻源として広く使われている。


TAIの原点は[[1958年]][[1月1日]]0時0分0秒 ([[世界時|UT2]]) = 1958年1月1日0時0分0秒 (TAI) として積算を始めた。ただし、1976年に国際原子時 (TAI) の[[歩度]]がSI秒の定義値より速いことが判明し、1977年に国際原子時 (TAI) の歩度を修正しているため、正しい歩度で遡ると一致しない{{Sfn|飯島重孝|1977|pp=51-52}}{{Sfn|IAU|1976|p=27}}。
TAIの原点は[[1958年]][[1月1日]]0時0分0秒 (TAI) に置き、その時点で1958年1月1日0時0分0秒 ([[世界時|UT2]]) と一致させた{{Sfn|岡崎清市|1982|p=5|loc=§6}}。ただし、1976年に国際原子時 (TAI) の[[歩度]]がSI秒の定義値より速いことが判明し、1977年に国際原子時 (TAI) の歩度を修正しているため、正しい歩度で遡ると一致しない{{Sfn|飯島重孝|1977|pp=51-52}}{{Sfn|IAU|1976|p=27}}。


== 定義 ==
== 定義 ==
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さらに、この定義は[[1991年]]の[[国際天文学連合]] (IAU) の決議A4（[[基準系|基準座標系]]部会の勧告Ⅲと勧告Ⅳ）によってより詳細なものとなった。
さらに、この定義は[[1991年]]の[[国際天文学連合]] (IAU) の決議A4（[[基準系|基準座標系]]部会の勧告Ⅲと勧告Ⅳ）によってより詳細なものとなった。


「TAI は、その理想とする[[地球時]] (TT) を実現する一つの[[時刻系]]であり、地球時とは一定の差 32.184 [[秒|s]] だけ異なっている。地球時は、四次元地心座標系の時間座標である地心座標時 (TCG) とは、一定の歩度差を持つと関係付けられている.」(Proc. 21st General Assembly of the IAU, ''IAU Trans.'', 1991. vol. '''XXIB''', Kluwer を参照.){{Sfn|BIPM|2006|p=68|loc=付録1}}<ref>{{cite conference|author=IAU |authorlink=国際天文学連合 |date=1991 |year=1991 |title=ⅩⅪth General Assembly, Buenos Aires, Argentina, 1991 / ⅩⅪe Assemblee Buenos Aires, Argentine, 1991 |conference=IAU General Assembly |conferenceurl=http://www.iau.org/administration/meetings/ | publisher=The International Astronomical Union |location=[[パリ|Paris]] |url= http://www.iau.org/static/resolutions/IAU1991_French.pdf |format=pdf |accessdate=2014-02-02 |language=[[英語]]/[[フランス語]] |pages=14-17}}</ref>
「TAI は、その理想とする[[地球時]] (TT) を実現する一つの[[時刻系]]であり、地球時とは一定の差 32.184 [[秒|s]] だけ異なっている。地球時は、四次元地心座標系の時間座標である地心座標時 (TCG) とは、一定の歩度差を持つと関係付けられている.」(Proc. 21st General Assembly of the IAU, ''IAU Trans.'', 1991. vol. '''XXIB''', Kluwer を参照.){{Sfn|BIPM|2006|p=68|loc=付録1}}<ref>{{cite conference|author=IAU |authorlink=国際天文学連合 |date=1991 |year=1991 |title=ⅩⅪth General Assembly, Buenos Aires, Argentina, 1991 / ⅩⅪe Assemblee Buenos Aires, Argentine, 1991 |conference=IAU General Assembly |conference-url=http://www.iau.org/administration/meetings/ | publisher=The International Astronomical Union |location=[[パリ|Paris]] |url= http://www.iau.org/static/resolutions/IAU1991_French.pdf |format=pdf |accessdate=2014-02-02 |language=[[英語]]/[[フランス語]] |pages=14-17}}</ref>


国際原子時 (TAI) の作成に寄与する世界各地の約200台の原子時計データは、おのおのの時計のランダムなくるいを、統計平均によって減らす操作の前に、それぞれの時計の[[固有時]]を、時計位置のジオイドからの高さに基づいて、地球重心座標系の座標時である地心座標時 (TCG) へと変換している。[[1992年]]現在の国際原子時 (TAI) のくるいは100兆分の1以下なので、これ以下の精度で補正するためには、時計位置のジオイドからの高さが{{val|10|ul=m}}の精度で正しく分かっている必要がある{{Sfn|藤本眞克|1992|p=593|loc=§2.3}}。
国際原子時 (TAI) の作成に寄与する世界各地の約200台の原子時計データは、おのおのの時計のランダムなくるいを、統計平均によって減らす操作の前に、それぞれの時計の[[固有時]]を、時計位置のジオイドからの高さに基づいて、地球重心座標系の座標時である地心座標時 (TCG) へと変換している。[[1992年]]現在の国際原子時 (TAI) のくるいは100兆分の1以下なので、これ以下の精度で補正するためには、時計位置のジオイドからの高さが{{val|10|ul=m}}の精度で正しく分かっている必要がある{{Sfn|藤本眞克|1992|p=593|loc=§2.3}}。
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当時は[[クォーツ時計|水晶時計]]の原発振周波数を原子標準器で定期的に[[較正]]し、その[[偏差]]率を積分して、水晶時計を補正するという手順で行われたので、この当時の原子時は積算原子時とよばれた。
当時は[[クォーツ時計|水晶時計]]の原発振周波数を原子標準器で定期的に[[較正]]し、その[[偏差]]率を積分して、水晶時計を補正するという手順で行われたので、この当時の原子時は積算原子時とよばれた。


この積算原子時と[[暦表時]] (ET) との比較から、1秒間におけるセシウム原子の固有振動数が{{val|9192631770|ul=Hz}}と測定され、この周波数値は第13回国際電波科学連合 (URSI) 総会（1960年）や第11回[[国際天文学連合]] (IAU) 総会（1961年）で公認された。そして、[[1960年代]]には市販のセシウム[[原子時計]]が各国の[[天文台]]や[[研究所]]に普及する。
この積算原子時と[[暦表時]] (ET) との比較から、1秒間におけるセシウム原子の固有振動数が{{val|9192631770|ul=Hz}}と測定され、この周波数値は第13回[[国際電波科学連合]] (URSI) 総会（1960年）や第11回[[国際天文学連合]] (IAU) 総会（1961年）で公認された。そして、[[1960年代]]には市販のセシウム[[原子時計]]が各国の[[天文台]]や[[研究所]]に普及する。


現在の国際原子時 (TAI) は[[1958年]]1月に原点を置いているが、[[正確度と精度|精度]]は劣るものの積算原子時を1955年7月まで遡ることができる<ref>{{Cite journal|和書|author=飯島重孝 |date=1965-01-05 |year=1965 |title=最近の時間の標準について |journal=日本機械学會誌 |volume=68 |issue=552 |page=131 |publisher=[[日本機械学会]] |location=[[東京都]] |issn=0021-4728 |naid=110002463676 |id={{NCID|AN00187394}} |accessdate=2014-02-02}}{{オープンアクセス}}</ref>{{Sfn|岡崎清市|1982|pp=5-6|loc=§5,§6}}。
現在の国際原子時 (TAI) は[[1958年]]1月に原点を置いているが、[[正確度と精度|精度]]は劣るものの積算原子時を1955年7月まで遡ることができる<ref>{{Cite journal|和書|author=飯島重孝 |date=1965-01-05 |year=1965 |title=最近の時間の標準について |journal=日本機械学會誌 |volume=68 |issue=552 |page=131 |publisher=[[日本機械学会]] |location=[[東京都]] |issn=0021-4728 |naid=110002463676 |id={{NCID|AN00187394}} |accessdate=2014-02-02}}{{オープンアクセス}}</ref>{{Sfn|岡崎清市|1982|pp=5-6|loc=§5,§6}}。
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この他に、アメリカ合衆国の数台の[[セシウム]]標準を平均した独自の時系である A1 系や、国際報時局 (BIH) が世界10個のセシウム標準の平均でつくる A9 系などがある<ref>{{Cite journal|和書|author=虎尾正久 |date=1965-03-30 |year=1965 |title=時についての最近の情勢 : 国際天文連合総会に出席して |journal=日本時計学会誌 |issue=33 |page=5 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002776687 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-02-02}}{{オープンアクセス}}</ref>。
この他に、アメリカ合衆国の数台の[[セシウム]]標準を平均した独自の時系である A1 系や、国際報時局 (BIH) が世界10個のセシウム標準の平均でつくる A9 系などがある<ref>{{Cite journal|和書|author=虎尾正久 |date=1965-03-30 |year=1965 |title=時についての最近の情勢 : 国際天文連合総会に出席して |journal=日本時計学会誌 |issue=33 |page=5 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002776687 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-02-02}}{{オープンアクセス}}</ref>。

[[1967年]]における A3 以外の原子時は、[[アメリカ海軍天文台]]の A1、[[グリニッジ天文台]]の G.A.、アメリカ国立標準局の NBS(A)、ドイツ国立物理工学研究所の PTB(A1) がある<ref>{{Cite book|title=Bureau International de l’Heure Rapport Annuel four 1967 |author=Bureau International de l’Heure |authorlink=国際報時局 |date=1968 |year=1968 |publisher=Bureau International de l’Heure |location=Paris |language=フランス語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1967.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-08 |page=41 |chapter=Tableue 12 - Comparaisons de A3 }}</ref>。
[[1968年]]における各国の研究所の原子時は、フランスの {{lang|fr|Commission Nationale de l'Heure}} の TA(F)、アメリカ国立標準局の NBS-A は8月22日から AT(NBS) に改称、ドイツ国立物理工学研究所の TA1、グリニッジ天文台の GA 及び GA2、アメリカ海軍天文台の A1 がある<ref>{{Cite book|title=Bureau International de l’Heure Annual Report for 1968 |last1=GUINOT |first1=Bernard |last2=FEISSEL |first2=Martine |date=1975-12 |year=1969 |publisher=[[国際報時局 |Bureau International de l’Heure]] |location=Paris |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1968.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-08 |page=40 |chapter=Table 13 - Comparisons between A3 and atomic times }}</ref>。


=== 国際原子時の成立 ===
=== 国際原子時の成立 ===
[[1964年]]、原子標準の確立への要求が高まり、[[国際度量衡総会]] (CGPM) の委任に基づいて[[国際度量衡委員会]] (CIPM) は、[[セシウム]]原子の固有振動数{{val|9192631770|ul=Hz}}を、周波数標準の暫定値とする{{Sfn|BIPM|2006|pp=63-64|loc=付録1}}<ref>{{Cite web |url= http://www.bipm.org/fr/CIPM/db/1964/0/ |title=BIPM - CIPM, 1964 |accessdate=2014-02-02 |author=BIPM |authorlink=国際度量衡局 |date=2014-02-02 |year=2014 |format=html |work=BIPM - CIPM |publisher=国際度量衡局 |language=[[フランス語]]}}</ref><ref>{{Cite web |url= http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/12/5/ |title=BIPM - Résolution 5 de la 12<sup>e</sup> réunion de la CGPM (1964) |accessdate=2014-02-02 |author=BIPM |authorlink=国際度量衡局 |date=2014-02-02 |year=2014 |format=html |work=BIPM - CGPM |publisher=国際度量衡局 |language=[[フランス語]]}}</ref>。
[[1964年]]、原子標準の確立への要求が高まり、[[国際度量衡総会]] (CGPM) の委任に基づいて[[国際度量衡委員会]] (CIPM) は、[[セシウム]]原子の固有振動数{{val|9192631770|ul=Hz}}を、周波数標準の暫定値とする{{Sfn|BIPM|2006|pp=63-64|loc=付録1}}<ref>{{Cite web |url= http://www.bipm.org/fr/CIPM/db/1964/0/ |title=BIPM - CIPM, 1964 |accessdate=2014-02-02 |author=BIPM |authorlink=国際度量衡局 |date=2014-02-02 |year=2014 |format=html |work=BIPM - CIPM |publisher=国際度量衡局 |language=[[フランス語]]}}</ref><ref>{{Cite web |url= http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/12/5/ |title=BIPM - Résolution 5 de la 12<sup>e</sup> réunion de la CGPM (1964) |accessdate=2014-02-02 |author=BIPM |authorlink=国際度量衡局 |date=2014-02-02 |year=2014 |format=html |work=BIPM - CGPM |publisher=国際度量衡局 |language=[[フランス語]]}}</ref>。


[[1967年]]に[[プラハ]]で開催された第13回国際天文学連合 (IAU) の決議5（第4、第31委員会）により、これまで国際報時局（BIH、現[[国際地球回転・基準系事業|IERS]]）がすでに自主的に実施していた[[1958年]][[1月1日]]0時 [[世界時|UT2]] を起点とする原子時 (A.3) が、この際公式の積分時尺度として採用される事が決まり、国際報時局 (BIH、現IERS) のベルナール・ギノー局長 {{lang|fr|(Bernard Guinot)}} が希望した、A.3 から国際原子時目盛 {{lang|en|(International Atomic Time Scale)}} への名称変更を満場一致で採択した<ref>{{Cite journal|和書|author=虎尾正久 |date=1967-12 |year=1967a |title=第31(時)委員会 (第13回IAU総会からの報告) |journal=天文月報 |volume=61 |issue=1 |page=9 |publisher=[[日本天文学会]] |location=東京都[[三鷹市]] |issn=0374-2466 |naid=40018111016 |id={{NCID|AN00154555}}、{{NDLJP|3304542}} |url= http://www.asj.or.jp/geppou/archive_open/1968/pdf/19680103.pdf |format=PDF |accessdate=2014-02-02}}</ref>{{Sfn|IAU|1967|p=20}}。
[[1967年]]に[[プラハ]]で開催された第13回国際天文学連合 (IAU) の決議5（第4、第31委員会）により、これまで国際報時局（BIH、現[[国際地球回転・基準系事業|IERS]]）がすでに自主的に実施していた[[1958年]][[1月1日]]0時 [[世界時|UT2]] を起点とする原子時 (A.3) が、この際公式の積分時尺度として採用される事が決まり、国際報時局 (BIH、現IERS) のベルナール・ギノー局長 {{lang|fr|(Bernard Guinot)}} が希望した、A.3 から国際原子時目盛 {{lang|en|(International Atomic Time Scale)}} への名称変更を満場一致で採択した<ref>{{Cite journal|和書|author=虎尾正久 |date=1967-12 |year=1967a |title=第31(時)委員会 (第13回IAU総会からの報告) |journal=天文月報 |volume=61 |issue=1 |page=9 |publisher=[[日本天文学会]] |location=東京都[[三鷹市]] |issn=0374-2466 |naid=40018111016 |id={{NCID|AN00154555}}、{{NDLJP|3304542}} |url= https://www.asj.or.jp/geppou/archive_open/1968/pdf/19680103.pdf |format=PDF |accessdate=2014-02-02}}</ref>{{Sfn|IAU|1967|p=20}}。


[[1967年]]／[[1968年]]の第13回国際度量衡総会 (CGPM) でセシウム原子周波数標準に基づく現在の[[国際単位系|SI]][[秒]]の定義が採択される{{Sfn|BIPM|2006|pp=65-66|loc=付録1}}<ref>{{Cite web |url= http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/13/1/ |title=BIPM - Résolution 1 de la 13<sup>e</sup> réunion de la CGPM (1967/68) |accessdate=2014-02-02 |author=BIPM |authorlink=国際度量衡局 |date=2014-02-02 |year=2014 |format=html |work=BIPM - CGPM |publisher=国際度量衡局 |language=[[フランス語]]}}</ref>。
[[1967年]]／[[1968年]]の第13回国際度量衡総会 (CGPM) でセシウム原子周波数標準に基づく[[国際単位系|SI]][[秒]]の定義が採択される{{Sfn|BIPM|2006|pp=65-66|loc=付録1}}<ref>{{Cite web |url= http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/13/1/ |title=BIPM - Résolution 1 de la 13<sup>e</sup> réunion de la CGPM (1967/68) |accessdate=2014-02-02 |author=BIPM |authorlink=国際度量衡局 |date=2014-02-02 |year=2014 |format=html |work=BIPM - CGPM |publisher=国際度量衡局 |language=[[フランス語]]}}</ref>。


そして、[[1970年]]に、国際度量衡委員会 (CIPM) の下部機関である秒の定義に関する諮問委員会（CCDS、現CCTF）で勧告S2を採択し、国際原子時 (TAI) が「国際単位系における[[時間]]の[[単位]]である秒の定義に従って, いくつかの機関で運転されている[[原子時計]]の指示値に基づいて国際報時局が定める基準となる[[時刻]]の座標」と定義される{{Sfn|BIPM|2006|p=68|loc=付録1}}{{Sfn|BIPM|2013}}。
そして、[[1970年]]に、国際度量衡委員会 (CIPM) の下部機関である秒の定義に関する諮問委員会（CCDS、現CCTF）で勧告S2を採択し、国際原子時 (TAI) が「国際単位系における[[時間]]の[[単位]]である秒の定義に従って, いくつかの機関で運転されている[[原子時計]]の指示値に基づいて国際報時局が定める基準となる[[時刻]]の座標」と定義される{{Sfn|BIPM|2006|p=68|loc=付録1}}{{Sfn|BIPM|2013}}。


同年、[[ブライトン]]で開催された国際天文学連合 (IAU) 第14回総会で、旧[[協定世界時]]の大幅な改善策が決議され、[[協定世界時]] (UTC) と国際原子時 (TAI) との差が整数秒であるように国際報時局（BIH、現[[国際地球回転・基準系事業|IERS]]）は[[1972年]][[1月1日]]0時に協定世界時 (UTC) の特別時間調整を行い、その際秒の[[分数]]を報知するよう勧告した<ref>{{Cite journal|和書|author=弓滋 |date=1970-10 |year=1970 |title=第19(地球回転)委員会,第31(時)委員会 (IAU第14回総会(特集)) -- (第14回IAU総会からの報告) |journal=天文月報 |volume=63 |issue=11 |pages=282-284 |publisher=[[日本天文学会]] |location=東京都[[三鷹市]] |issn=0374-2466 |naid=40018111122 |id={{NCID|AN00154555}}、{{NDLJP|3304578}} |url= http://www.asj.or.jp/geppou/archive_open/1970/pdf/19701105.pdf |format=PDF |accessdate=2014-01-26}}</ref><ref>{{cite conference|author=IAU |authorlink=国際天文学連合 | date=1970 |year=1970 |title=ⅩⅣth General Assembly, Brighton, UK, 1970 / ⅩⅣe Assemblée Générale, Brighton, UK, 1970 |conference=IAU General Assembly |conferenceurl= http://www.iau.org/administration/meetings/ |publisher=The International Astronomical Union | location = [[パリ|Paris]] |url= http://www.iau.org/static/resolutions/IAU1970_French.pdf | format=pdf |accessdate=2014-01-18 |language=[[英語]]/[[フランス語]] |page=20}}</ref>。この特別調整により、1972年1月1日0時に協定世界時 (UTC) は国際原子時 (TAI) に対して丁度10秒遅れになり、これ以後は、TAI-UTC は整数秒に維持される{{Sfn|岡崎清市|1982|p=7|loc=§7}}。
同年、[[ブライトン]]で開催された国際天文学連合 (IAU) 第14回総会で、旧[[協定世界時]]の大幅な改善策が決議され、[[協定世界時]] (UTC) と国際原子時 (TAI) との差が整数秒であるように国際報時局（BIH、現[[国際地球回転・基準系事業|IERS]]）は[[1972年]][[1月1日]]0時に協定世界時 (UTC) の特別時間調整を行い、その際秒の[[分数]]を報知するよう勧告した<ref>{{Cite journal|和書|author=弓滋 |date=1970-10 |year=1970 |title=第19(地球回転)委員会,第31(時)委員会 (IAU第14回総会(特集)) -- (第14回IAU総会からの報告) |journal=天文月報 |volume=63 |issue=11 |pages=282-284 |publisher=[[日本天文学会]] |location=東京都[[三鷹市]] |issn=0374-2466 |naid=40018111122 |id={{NCID|AN00154555}}、{{NDLJP|3304578}} |url= https://www.asj.or.jp/geppou/archive_open/1970/pdf/19701105.pdf |format=PDF |accessdate=2014-01-26}}</ref><ref>{{cite conference|author=IAU |authorlink=国際天文学連合 | date=1970 |year=1970 |title=ⅩⅣth General Assembly, Brighton, UK, 1970 / ⅩⅣe Assemblée Générale, Brighton, UK, 1970 |conference=IAU General Assembly |conference-url= http://www.iau.org/administration/meetings/ |publisher=The International Astronomical Union | location = [[パリ|Paris]] |url= http://www.iau.org/static/resolutions/IAU1970_French.pdf | format=pdf |accessdate=2014-01-18 |language=[[英語]]/[[フランス語]] |page=20}}</ref>。この特別調整により、1972年1月1日0時に協定世界時 (UTC) は国際原子時 (TAI) に対して丁度10秒遅れになり、これ以後は、TAI-UTC は整数秒に維持される{{Sfn|岡崎清市|1982|p=7|loc=§7}}。


[[1971年]]の第14回国際度量衡総会 (CGPM) の決議1により、国際度量衡委員会 (CIPM) に対し、国際原子時の定義を与えること、および、科学的な能力と現用の施設が関連ある国際機関と協力して、国際原子時目盛の実現のためにできるだけよく活用されるように、そして、国際原子時の利用者の需要を満たすように、必要な処置をとること、を要請した(CR, 77-78 及び ''Metrologia'', 1972, '''8''', 35){{Sfn|BIPM|2006b|p=69|loc=付録1}}<ref>{{Cite web |url= http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/14/1/ |title=BIPM - Résolution 1 de la 14<sup>e</sup> réunion de la CGPM (1971) |accessdate=2014-02-02 |author=BIPM |authorlink=国際度量衡局 |date=2014-02-02 |year=2014 |format=html |work=BIPM - CGPM |publisher=国際度量衡局 |language=[[フランス語]]}}</ref>。そして、国際度量衡委員会 (CIPM) は国際報時局（BIH、現IERS）によって決められた原子時を国際原子時 (TAI) と呼ぶことを定め、その合成を正式に国際報時局（BIH、現IERS）に委託した{{Sfn|岡崎清市|1982|p=6|loc=§6}}。
[[1971年]]の第14回国際度量衡総会 (CGPM) の決議1により、国際度量衡委員会 (CIPM) に対し、国際原子時の定義を与えること、および、科学的な能力と現用の施設が関連ある国際機関と協力して、国際原子時目盛の実現のためにできるだけよく活用されるように、そして、国際原子時の利用者の需要を満たすように、必要な処置をとること、を要請した(CR, 77-78 及び ''Metrologia'', 1972, '''8''', 35){{Sfn|BIPM|2006b|p=69|loc=付録1}}<ref>{{Cite web |url= http://www.bipm.org/fr/CGPM/db/14/1/ |title=BIPM - Résolution 1 de la 14<sup>e</sup> réunion de la CGPM (1971) |accessdate=2014-02-02 |author=BIPM |authorlink=国際度量衡局 |date=2014-02-02 |year=2014 |format=html |work=BIPM - CGPM |publisher=国際度量衡局 |language=[[フランス語]]}}</ref>。そして、国際度量衡委員会 (CIPM) は国際報時局（BIH、現IERS）によって決められた原子時を国際原子時 (TAI) と呼ぶことを定め、その合成を正式に国際報時局（BIH、現IERS）に委託した{{Sfn|岡崎清市|1982|p=6|loc=§6}}。

国際原子時 (TAI) と独立した各国の研究所の原子時の名称については、[[1969年]]以後は独自の名称を止めてフランス語の TA あるいは英語の AT に研究所の略語を括弧付きで表記するようなる。フランスの {{lang|fr|Commission Nationale de l'Heure}} は TA(F)、アメリカ国立標準局は TA(NBS) や AT(NBS)、ドイツ国立物理工学研究所は TA(PTB) や AT(PTB)、アメリカ海軍天文台は TA(USNO) や AT(USNO) である<ref>{{Cite book|title=Bureau International de l’Heure Rapport Annuel four 1969 |last1=GUINOT |first1=Bernard |last2=FEISSEL |first2=Martine |last3=LACLARE |first3=Francis |date=1970 |year=1970 |publisher=[[国際報時局|Bureau International de l’Heure]] |location=Paris |language=フランス語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1969.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-08 |pages=62-66 |chapter=Tableau 13 - Comparaisons avec les temps du BIH }}</ref> <ref>{{Cite book|title=Bureau International de l’Heure Annual Report for 1970 |last1=GUINOT |first1=Bernard |last2=FEISSEL |first2=Martine |last3=GRANVEAUD |first3=Michel |date=1971 |year=1971 |publisher=[[国際報時局|Bureau International de l’Heure]] |location=Paris |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1970.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-08 |pages=65-70 |chapter=Table 14 - Comparisons with the BIH times }}</ref> <ref>{{Cite book|title=Bureau International de l’Heure Rapport Annuel for 1971 |last1=GUINOT |first1=Bernard |last2=FEISSEL |first2=Martine |last3=GRANVEAUD |first3=Michel |date=1972 |year=1972 |publisher=[[国際報時局|Bureau International de l’Heure]] |location=Paris |language=フランス語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1971.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-08 |pages=B-23,B-24,B-25,B-26 |chapter=Tableau 12 - Comparaisons avec les temps du BIH }}</ref> {{Efn|1972年から各国の研究所の原子時は名称は、TA(i) や AT(i) の文字 “i” に研究所の略語を充てて表記することになる<ref name="BIH1972Table10">{{Cite book|title=Bureau International de l’Heure Annual Report for 1972 |author=Bureau International de l’Heure |authorlink=国際報時局 |date=1973 |year=1973 |publisher=Bureau International de l’Heure |location=Paris |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1972.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-08 |page=B-24 |chapter=Table 10 - Atomic time, collaborating laboratories. }}</ref> <ref name="BIH1972Table11" >{{Cite book|title=Bureau International de l’Heure Annual Report for 1972 |author=Bureau International de l’Heure |authorlink=国際報時局 |date=1973 |year=1971 |publisher=Bureau International de l’Heure |location=Paris |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1972.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-08 |page=B-25 |chapter=Table 11 - Laboratories keeping an independent local atomic time and contributing to TAI. }}</ref>。}}。

[[1972年]]において国際原子時 (TAI) に寄与する研究所の略語は、F がフランスの {{lang|fr|Commission Nationale de l'Heure}}、NBS がアメリカ国立標準局、NRC が[[カナダ国立研究機構]]、ON がスイスのニューシャテル天文台、PTB がドイツの国立物理工学研究所、RGO がイギリスのグリニッジ天文台、USNO がアメリカ海軍天文台で<ref name="BIH1972Table11" />、寄与は出来ないが時刻比較に協力する研究所の略語は、ILOM が緯度観測所、RRL が電波研究所、TAO が東京天文台などであった<ref name="BIH1972Table10" /> {{Efn|TAI に寄与する原子時計を運用する研究所の略語は、後の[[通信総合研究所]]は CRL（旧 RRL<ref name="BIPM1988">{{Cite book|title=Annual Report of the BIPM Time Section for 1988 |author=Bureau International des Poids et Mesures |authorlink=国際度量衡局 |date=1989 |year=1989 |publisher=Bureau International des Poids et Mesures |location=SÈVRES |volume=1 |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bipm-annual-report/annual_report_1988.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-05 |page=B-3 |chapter=Part B - Tables and Figures, Table 1 - Atomic time, collaborating laboratories }}</ref>）、[[国立天文台三鷹キャンパス|国立天文台三鷹]]は NAOT（旧 TAO<ref>{{Cite book|title=Annual Report of the BIPM Time Section for 1992 |author=Bureau International des Poids et Mesures |authorlink=国際度量衡局 |date=1993 |year=1993 |publisher=Bureau International des Poids et Mesures |location=SÈVRES |volume=5 |language=英語 |isbn=92-822-2127-X |issn=1016-6114 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bipm-annual-report/annual_report_1992.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-05 |page=B-3 |chapter=Part B - Tables of results, Table 1 - Atomic time, collaborating laboratories }}</ref>、[[1996年]]に三鷹の天文保時室を廃止<ref>{{Cite web|和書|url=http://hiroshi1.hongo.wide.ad.jp/hiroshi/wide-wp/10th-Anniv/research/PDF/NTP.PDF |title=NTP Working Group |accessdate=2024-04-04 |author=大野浩之 |year=1996 |format=PDF |work=研究成果 - WIDEプロジェクト |publisher=[[WIDEプロジェクト]] |language=日本語}}</ref><ref>{{Cite web|和書|url=https://www2.nict.go.jp/sts/stmg/ivstdc/gijiroku/giji10.txt |title=第１０回ＩＥＲＳ技術開発センター会議・議事録 |accessdate=2024-04-04 |author=近藤哲朗 |date=1997-03-29 |year=1997 |format=html |work=過去のシンポジウム - 時空標準研究室 - 情報通信研究機構 |publisher=情報通信研究機構 |language=日本語}}</ref>）、[[水沢VLBI観測所|国立天文台水沢]]は NAOM（旧 ILOM<ref name="BIPM1988" />、[[1997年]]から NAO <ref>{{Cite book|title=Annual Report of the BIPM Time Section for 1997 |author=Bureau International des Poids et Mesures |authorlink=国際度量衡局 |date=1998-01-19 |year=1998 |publisher=Bureau International des Poids et Mesures |location=SÈVRES |volume=10 |language=英語 |isbn=92-822-2155-5 |issn=1016-6114 |url= https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bipm-annual-report/annual_report_1997.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-05 |page=22 |chapter=Table 3. - Acronyms and locations of the timing centres which maintain a UTC(k) and/or a TA(k) }}</ref><ref>{{Cite journal |和書 |editor=国立天文台 |editor-link=国立天文台 |date=1997-10-20 |year=1997 |title=Ⅱ 各研究分野の研究成果・活動状況 9. 地球回転研究系 水沢観測センター |journal=国立天文台年次報告 |volume=第9冊 |issue=1996年度 |pages=66-68 |publisher=国立天文台 |location=東京都三鷹市 |issn=2436-7206 |url=https://www.nao.ac.jp/contents/about/reports/annual-report-ja/annual1996-j.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-09 }}</ref>）、[[計量研究所]]は NRLM<ref>{{Cite book|title= Bureau International de l’Heure Annual Report for 1980 |author=Bureau International de l’Heure |authorlink=国際報時局 |date=1981 |year=1981 |publisher=Bureau International de l’Heure |location=Paris |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1980.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-05 |page=B-22 |chapter=Table 11 - Atomic time, collaborations laboratories }}</ref> などで<ref>{{Cite book|和書|title=1992年度WIDEプロジェクト研究報告書 第15部NTP |accessdate=2024-04-04 |author=大野浩之 |author2=鈴木茂哉 |author3=福島登志夫 |author4=松田浩 |author5=久保浩一 |date=1993-07 |year=1993 |publisher=[[WIDEプロジェクト]] |language=日本語 |url=http://hiroshi1.hongo.wide.ad.jp/hiroshi/wide-wp/10th-Anniv/research/pdf1992/part15.pdf |format=PDF |page=570 }}</ref>、その後の[[産業技術総合研究所]]計量標準総合センターは NMIJ（旧 NRLM<ref>{{Cite book|title=Annual Report of the BIPM Time Section for 2001 |author=Bureau International des Poids et Mesures |authorlink=国際度量衡局 |date=2002 |year=2002 |publisher=Bureau International des Poids et Mesures |location=SÈVRES |volume=14 |language=英語 |isbn=92-822-2189-X |issn=1016-6114 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bipm-annual-report/annual_report_2001.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-05 |page=19 |chapter=Table 3. Acronyms and locations of the timing centres which maintain a local approximation of UTC, UTC(k) and/or an independent local time scale, TA(k) }}</ref>）、[[情報通信研究機構]]は NICT（旧 CRL<ref>{{Cite book|title=Annual Report of the BIPM Time Section for 2003 |author=Bureau International des Poids et Mesures |authorlink=国際度量衡局 |date=2004 |year=2004 |publisher=Bureau International des Poids et Mesures |location=SÈVRES |volume=16 |language=英語 |isbn=92-822-2203-9 |issn=1016-6114 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bipm-annual-report/annual_report_2003.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-05 |page=15 |chapter=Table 3. Acronyms and locations of the timing centres which maintain a local approximation of UTC, UTC(k) and/or an independent local time scale, TA(k) }}</ref>）である。}}。


=== 正確さの改善 ===
=== 正確さの改善 ===
[[1974年]]に、[[国際度量衡委員会]] (CIPM) の下部機関である秒の定義に関する諮問委員会（CCDS、現CCTF）において、国際原子時 (TAI) の構成法についての研究が報告された。国際原子時 (TAI) は、[[国際単位系|SI]][[秒]]を積算した[[時刻系|時系]]であるが、これまで7機関の独立な原子時系で構成してきたが、これらの時系はいずれも商用のセシウム原子時計によるものであり、各時系の設定方法の違いや、時計の台数の違いなど問題が多かったので、国際報時局（BIH、現IERS）では、個々の原子時計のデータを数多く集め統一した処理による新しい計算法（ALGOSと命名）を開発し、[[1973年]]6月から実施しており、かなり改善する見込みであると説明された。そして、今後はセシウム原子一次標準器による[[較正]]値を取り入れた計算法の研究を促進することを勧告した。また、[[LORAN|ロランC]]による原子時計の比較では、欧米と極東間など大陸間の時刻比較の[[正確度と精度|精度]]が良くないので時刻比較法の研究促進も勧告した<ref>{{Cite journal|和書|author=古賀保喜 |date=1975-03-30 |year=1975 |title=第7回 CCDS 会議に出席して |journal=日本時計学会誌 |issue=73 |pages=56-62 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002777471 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-02-02}}{{オープンアクセス}}</ref>。
[[1974年]]に、[[国際度量衡委員会]] (CIPM) の下部機関である秒の定義に関する諮問委員会（CCDS、現CCTF）において、国際原子時 (TAI) の構成法についての研究が報告された。国際原子時 (TAI) は、[[国際単位系|SI]][[秒]]を積算した[[時刻系|時系]]であるが、これまで7機関の独立な原子時系で構成してきたが、これらの時系はいずれも商用のセシウム原子時計によるものであり、各時系の設定方法の違いや、時計の台数の違いなど問題が多かったので、国際報時局（BIH、現IERS）では、個々の原子時計のデータを数多く集め統一した処理による新しい計算法（ALGOSと命名）を開発し、[[1973年]]6月から実施しており、かなり改善する見込みであると説明された。そして、今後はセシウム原子一次標準器による[[較正]]値を取り入れた計算法の研究を促進することを勧告した。また、[[LORAN|ロランC]]による原子時計の比較では、欧米と極東間など大陸間の時刻比較の[[正確度と精度|精度]]が良くないので時刻比較法の研究促進も勧告した<ref>{{Cite journal|和書|author=古賀保喜 |date=1975-03-30 |year=1975 |title=第7回 CCDS 会議に出席して |journal=日本時計学会誌 |issue=73 |pages=56-62 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002777471 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-02-02}}{{オープンアクセス}}</ref>。


[[1976年]]に[[グルノーブル]]で開催された国際天文学連合 (IAU) 第16回総会において、第4委員会（暦）及び第31委員会（時）の共同決議第2号で、国際原子時 (TAI) の歩度を (1 + 1 × 10<sup>−12</sup>) 倍に拡げることが勧告され、[[1977年]][[1月1日]] TAI にこの修正が実施される。この修正は、国際報時局（BIH、現IERS）が管理する国際原子時 (TAI) の歩度が、アメリカ合衆国の国立標準局（NBS、現[[アメリカ国立標準技術研究所|NIST]]）、[[カナダ]]の国家研究会議 (NRC)、[[ドイツ]]の国立物理工学研究所 (PTB) などのセシウム一次標準器の結果に照らして、約 1×10<sup>−12</sup> 秒だけ定義の1秒より短いことが判ってきたために実施された{{Sfn|飯島重孝|1977|pp=51-52}}{{Sfn|IAU|1976|p=27}}。
[[1976年]]に[[グルノーブル]]で開催された国際天文学連合 (IAU) 第16回総会において、第4委員会（暦）及び第31委員会（時）の共同決議第2号で、国際原子時 (TAI) の歩度を (1 + 1 × 10<sup>−12</sup>) 倍に拡げることが勧告され、[[1977年]][[1月1日]] TAI にこの修正が実施される。この修正は、国際報時局（BIH、現IERS）が管理する国際原子時 (TAI) の歩度が、アメリカ合衆国の国立標準局（NBS、現[[アメリカ国立標準技術研究所|NIST]]）、カナダの[[カナダ国立研究機構|国家研究会議]] (NRC)、[[ドイツ]]の国立物理工学研究所 (PTB) などのセシウム一次標準器の結果に照らして、約 1×10<sup>−12</sup> 秒だけ定義の1秒より短いことが判ってきたために実施された{{Sfn|飯島重孝|1977|pp=51-52}}{{Sfn|IAU|1976|p=27}}{{Efn|国際報時局は、1975年から一次標準器のデータと TAI 秒の間隔の評価用のデータを取り始めた<ref>{{Cite book|title=Bureau International de l’Heure Rapport Annuel pour 1975 |author=Bureau International de l’Heure |authorlink=国際報時局 |date=1976 |year=1976 |publisher=Bureau International de l’Heure |location=Paris |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1975.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-14 |pages=B-63,B-64 |chapter=Table 22 - Data form Primary Standards; Table 23 - Data used from evaluating the duration of the TAI second }}</ref>。
1976年に海水面における SI 秒の刻みで TAI 目盛の平均間隔を計測し始めた<ref>{{Cite book|title=Bureau International de l’Heure Annual Report for 1976 |author=Bureau International de l’Heure |authorlink=国際報時局 |date=1977 |year=1977 |publisher=Bureau International de l’Heure |location=Paris |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1976.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-14 |page=B-53 |chapter=Table 23 - Mean duration of the TAI scale interval in SI second at sea level }}</ref>。}}。

同年に協定世界時の略語が UTC に統一されたときに、国際原子時 (TAI) と独立した各国の研究所の原子時の名称についても表記を TA(i) に統一して英語の AT(i) をやめた（文字 “i” には研究所の略語を充てる）<ref>{{Cite book|title=Bureau International de l’Heure Annual Report for 1976 |author=Bureau International de l’Heure |authorlink=国際報時局 |date=1977 |year=1977 |publisher=Bureau International de l’Heure |location=Paris |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1976.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-08 |page=B-29 |chapter=Table 12 - Laboratories keeping an independent local atomic time }}</ref> {{Efn|原子時 TA(i) を保時する研究所の略語を充てる文字 “i” は、1988年に TAI を国際報時局から国際度量衡局に移管してから文字 “k” を用いて TA(k) のように表記する<ref>{{Cite book|title=Annual Report of the BIPM Time Section for 1988 |author=Bureau International des Poids et Mesures |authorlink=国際度量衡局 |date=1989 |year=1989 |publisher=Bureau International des Poids et Mesures |location=SÈVRES |volume=1 |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bipm-annual-report/annual_report_1988.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-05 |page=A-3 |chapter=1. Atomic time scales; Establishment of International Atomic Time and Coordinated Universal Time in 1988 }}</ref>。}}。
[[1978年]]に、電波研究所 (RRL) が1976年から開発中だった原子時計群のみ用いた平均原子時の計算法<ref>{{Cite journal|和書|author=今江理人 |date=1983-02 |year=1983 |title=3. 平均原子時TA（RRL）の決定 |journal=電波研究所季報 |volume=29 |issue=149 |pages=193-199 |publisher=電波研究所 |location=東京都小金井市 |doi=10.24812/nictkenkyuhoukoku.29.149_193 |accessdate=2024-04-08}}{{オープンアクセス}}</ref>を用いるようになり、TA(RRL) を決定し公表するようなる{{Sfn|情報通信研究機構|2005}} <ref>{{Cite book|title=Bureau International de l’Heure Annual Report for 1979 |author=Bureau International de l’Heure |authorlink=国際報時局 |date=1980 |year=1980 |publisher=Bureau International de l’Heure |location=Paris |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1979.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-08 |pages=B-27,B-28|chapter=Table 12 - Laboratories keeping an independent local atomic time }}</ref>。


[[1979年]]から自由原子時（EAL; {{lang-fr-short|échelle atomique libre}}<ref>{{Cite book|title=Annual Report of the BIPM Time Section for 1988 |author=Bureau International des Poids et Mesures |authorlink=国際度量衡局 |date=1989 |year=1989 |publisher=Bureau International des Poids et Mesures |location=SÈVRES |volume=1 |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bipm-annual-report/annual_report_1988.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-05 |page=A-17 |chapter=1 - Echelles de temps atomique; Establissement du Temps Atomique International et du Temps Universel Coordonne en 1988 }}</ref>）と国際原子時 (TAI) の周波数の計測を始める<ref>{{Cite book|title=Bureau International de l’Heure Annual Report for 1979 |author=Bureau International de l’Heure |authorlink=国際報時局 |date=1980 |year=1980 |publisher=Bureau International de l’Heure |location=Paris |language=英語 |url=https://webtai.bipm.org/ftp/pub/tai/annual-reports/bih-annual-report/BIH_1979.pdf |format=PDF |accessdate=2024-04-14 |page=B-46 |chapter=Table 21 - Measuremants of the EAL and TAI frequency }}</ref>。
[[1978年]]には、1976年から開発中だった原子時計群のみ用いた平均原子時の計算法を用いるようになり、国際原子時 (TAI) の他に、各国の標準機関の原子時 TA(i) を決定し公表するようなる{{Sfn|情報通信研究機構|2005}}（“i” は原子時を維持する標準機関の略称で、例えば[[電波研究所]]の場合は RRL、現在の[[情報通信研究機構]]の場合は NICT）<ref>{{Cite journal|和書|author=飯島重孝 |date=1977-03-15 |year=1977 |title=IAU第16回総会に出席して |journal=日本時計学会誌 |issue=80 |pages=51-58 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002777551 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-01-26}}{{オープンアクセス}}</ref>{{Sfn|IAU|1976|p=28}}。


=== 相対論的効果の補正 ===
=== 相対論的効果の補正 ===
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=== GPS衛星を利用した時刻比較 ===
=== GPS衛星を利用した時刻比較 ===
[[1983年]]4月、東京天文台（TAO、現[[国立天文台|NAOJ]]）で[[GPS衛星]]を利用した時刻比較方式の定常運用が開始されたことにより、東京天文台（TAO、現NAOJ）の原子時計は[[アメリカ海軍天文台]] (USNO)、国立標準局（NBS、現[[アメリカ国立標準技術研究所|NIST]]）、[[ドイツ]]の国立物理工学研究所 (PTB)、[[オーストリア]]のグラーツ工科大学 (TUG)、および国際報時局（BIH、現[[国際地球回転・基準系事業|IERS]]）の欧米の原子時計と10 [[ナノ秒|ns]]の[[正確度と精度|精度]]で時計[[較正|比較]]が可能となった。これによって、[[LORAN|ロランC]]の電波で東京天文台（TAO、現NAOJ）と時計比較している[[アジア]]諸国の原子時計も、1983年後半から欧米並の精度となり国際原子時の決定に寄与できることになった。その結果、国際原子時 (TAI) は欧米だけでなくアジア諸国を含む世界中の原子標準が生成に寄与する、本格的に国際的な時系となる。これまでは、[[極東]]地域のロランC電波は欧米の機関では遠すぎて精度よく受信することができないため、欧米の原子時計とアジア諸国の原子時計とは精度のよい時計比較ができず（典型的な精度比較で、欧米内で 0.05 [[マイクロ秒]]であるのに対し、アジアと欧米の間では、0.2 マイクロ秒）、極東地域の原子時計はパリの国際報時局（BIH、現IERS）が決めていた国際原子時を形成する[[平均]]の[[母集団]]に参加できていなかった。なお、GPS衛星を利用した時刻比較では時計の進み方に対する相対論的効果の補正も考慮されている<ref>{{Cite journal|和書|author=青木信仰 |author2=藤本眞克 |authorlink2=藤本眞克 |date=1984-01 |year=1984 |title=一億分の一秒の時計比較－国際的に結ばれた中央標凖時 |journal=天文月報 |volume=77 |issue=2 |pages=36-37 |publisher=[[日本天文学会]] |location=東京都[[三鷹市]] |issn=0374-2466 |naid=40002565686 |id={{NCID|AN00154555}} |url= http://www.asj.or.jp/geppou/archive_open/1984/pdf/19840205.pdf |format=PDF |accessdate=2013-12-29}}</ref>。
[[1983年]]4月、東京天文台（TAO、現[[国立天文台|NAOJ]]）で[[GPS衛星]]を利用した時刻比較方式の定常運用が開始されたことにより、東京天文台（TAO、現NAOJ）の原子時計は[[アメリカ海軍天文台]] (USNO)、国立標準局（NBS、現[[アメリカ国立標準技術研究所|NIST]]）、[[ドイツ]]の国立物理工学研究所 (PTB)、[[オーストリア]]のグラーツ工科大学 (TUG)、および国際報時局（BIH、現[[国際地球回転・基準系事業|IERS]]）の欧米の原子時計と{{val|10|ul=ns}}の[[正確度と精度|精度]]で時計[[較正|比較]]が可能となった。これによって、[[LORAN|ロランC]]の電波で東京天文台（TAO、現NAOJ）と時計比較している[[アジア]]諸国の原子時計も、1983年後半から欧米並の精度となり国際原子時の決定に寄与できることになった。その結果、国際原子時 (TAI) は欧米だけでなくアジア諸国を含む世界中の原子標準が生成に寄与する、本格的に国際的な時系となる。これまでは、[[極東]]地域のロランC電波は欧米の機関では遠すぎて精度よく受信することができないため、欧米の原子時計とアジア諸国の原子時計とは精度のよい時計比較ができず（典型的な精度比較で、欧米内で{{val|0.05|ul=マイクロ秒}}であるのに対し、アジアと欧米の間では、{{val|0.2|u=マイクロ秒}}）、極東地域の原子時計はパリの国際報時局（BIH、現IERS）が決めていた国際原子時を形成する[[平均]]の[[母集団]]に参加できていなかった。なお、GPS衛星を利用した時刻比較では時計の進み方に対する相対論的効果の補正も考慮されている<ref>{{Cite journal|和書|author=青木信仰 |author2=藤本眞克 |authorlink2=藤本眞克 |date=1984-01 |year=1984 |title=一億分の一秒の時計比較－国際的に結ばれた中央標凖時 |journal=天文月報 |volume=77 |issue=2 |pages=36-37 |publisher=[[日本天文学会]] |location=東京都[[三鷹市]] |issn=0374-2466 |naid=40002565686 |id={{NCID|AN00154555}} |url= https://www.asj.or.jp/geppou/archive_open/1984/pdf/19840205.pdf |format=PDF |accessdate=2013-12-29}}</ref>。


さらに、[[1984年]]2月には、電波研究所（RRL、現[[情報通信研究機構|NICT]]）でも、[[GPS衛星|汎地球測位システム (GPS) 衛星]]を利用した時刻比較受信機を開発、受信開始し、国際原子時 (TAI) への寄与するようになる{{Sfn|情報通信研究機構|2005}}。
さらに、同年に[[計量研究所]]（NRLM、現NMIJ）が国際原子時への寄与を開始し<ref name="NMIJ沿革">{{Cite web|和書|url=https://unit.aist.go.jp/nmij/info/history/ |title=沿革 |accessdate=2024-04-05 |author=計量標準総合センター |date=2023 |year=2023 |format=html |work=NMIJについて |publisher=産業技術総合研究所 |language=日本語}}</ref>、[[1984年]]2月には、電波研究所（RRL、現[[情報通信研究機構|NICT]]）でも、[[GPS衛星|汎地球測位システム (GPS) 衛星]]を利用した時刻比較受信機を開発、受信開始し、国際原子時 (TAI) への寄与するようになる{{Sfn|情報通信研究機構|2005}}。


=== 国際報時局から国際度量衡局への移管 ===
=== 国際報時局から国際度量衡局への移管 ===
[[1985年]]に[[デリー]]で開催された[[国際天文学連合]] (IAU) 第19回総会において、決議B1号（時の責任）により、[[時刻]]の中央局である国際報時局 (BIH) を改組して、国際地球回転観測事業（IERS、現[[国際地球回転・基準系事業]]）を[[1988年]]1月から発足させることになる。また、[[国際測地学・地球物理学連合]] (IUGG) や国際電波科学連合 (URSI) の勧告などを考慮して、国際報時局 (BIH) が管理していた国際原子時 (TAI) を、[[国際度量衡委員会]] (CIPM) と[[国際度量衡総会]] (CGPM) の責任の元で[[国際度量衡局]] (BIPM) に移管すること認めた<ref>{{Cite journal|和書|author=[[古在由秀]] |date=1986-02 |year=1986 |title=第XIX回 IAU総会 |journal=天文月報 |volume=79 |issue=3 |pages=71-72 |publisher=[[日本天文学会]] |location=東京都[[三鷹市]] |issn=0374-2466 |id={{NCID|AN00154555}}、{{NDLJP|3304776}} |url= http://www.asj.or.jp/geppou/archive_open/1986/pdf/19860312.pdf |format=PDF |accessdate=2014-02-01}}</ref><ref>{{cite conference|author=IAU |authorlink=国際天文学連合 |date=1985-11 |year=1985 |title=ⅩⅨth General Assembly, Delhi, India, 1985 / ⅩⅨe Assemblee Generale, Delhi, Inde,1985 |conference=IAU General Assembly |conferenceurl=http://www.iau.org/administration/meetings/ | publisher=The International Astronomical Union |location=[[パリ|Paris]] |url= http://www.iau.org/static/resolutions/IAU1985_French.pdf |format=pdf |accessdate=2014-02-01 |language=[[英語]]/[[フランス語]] |pages=3-7}}</ref>。そして、[[1987年]]の第18回国際度量衡総会 (CGPM) の決議3により国際原子時 (TAI) を国際度量衡局 (BIPM) が管理することになった{{Sfn|飯島重孝|1994|p=22|loc=§5}}{{Sfn|BIPM|2014}}。
[[1985年]]に[[デリー]]で開催された[[国際天文学連合]] (IAU) 第19回総会において、決議B1号（時の責任）により、[[時刻]]の中央局である国際報時局 (BIH) を改組して、国際地球回転観測事業（IERS、現[[国際地球回転・基準系事業]]）を[[1988年]]1月から発足させることになる。また、[[国際測地学・地球物理学連合]] (IUGG) や国際電波科学連合 (URSI) の勧告などを考慮して、国際報時局 (BIH) が管理していた国際原子時 (TAI) を、[[国際度量衡委員会]] (CIPM) と[[国際度量衡総会]] (CGPM) の責任の元で[[国際度量衡局]] (BIPM) に移管すること認めた<ref>{{Cite journal|和書|author=[[古在由秀]] |date=1986-02 |year=1986 |title=第XIX回 IAU総会 |journal=天文月報 |volume=79 |issue=3 |pages=71-72 |publisher=[[日本天文学会]] |location=東京都[[三鷹市]] |issn=0374-2466 |id={{NCID|AN00154555}}、{{NDLJP|3304776}} |url= https://www.asj.or.jp/geppou/archive_open/1986/pdf/19860312.pdf |format=PDF |accessdate=2014-02-01}}</ref><ref>{{cite conference|author=IAU |authorlink=国際天文学連合 |date=November 1985 |year=1985 |title=ⅩⅨth General Assembly, Delhi, India, 1985 / ⅩⅨe Assemblee Generale, Delhi, Inde,1985 |conference=IAU General Assembly |conference-url=http://www.iau.org/administration/meetings/ | publisher=The International Astronomical Union |location=[[パリ|Paris]] |url= http://www.iau.org/static/resolutions/IAU1985_French.pdf |format=pdf |accessdate=2014-02-01 |language=[[英語]]/[[フランス語]] |pages=3-7}}</ref>。そして、[[1987年]]の第18回国際度量衡総会 (CGPM) の決議3により国際原子時 (TAI) を国際度量衡局 (BIPM) が管理することになった{{Sfn|飯島重孝|1994|p=22|loc=§5}}{{Sfn|BIPM|2014}}。


== 協定世界時 ==
== 協定世界時 ==
{{main|協定世界時}}
{{main|協定世界時}}
[[協定世界時]] (UTC) は世界の法的な[[時刻]]の基礎で、国際原子時 (TAI) との差が整数秒に維持されている。[[地球の自転]]の[[角速度]]の変動により[[世界時]]の UT1 と協定世界時 (UTC) との差が0.9秒を超えないように実施される[[閏秒]]調整により、2019年2月現在、UTCはTAIから37秒遅れている。[[太陽]]がちょうど頭上最も高くなる時刻が[[正午]]近くであることは、閏秒調整により維持されているとも言える。この閏秒調整がある協定世界時 (UTC) は不連続な[[時刻系]]であるのに対して、閏秒調整のない国際原子時 (TAI) は連続で安定した時刻系である。閏秒調整は地球の自転の不規則な変動に応じて実施されるので、2つのUTC時刻間での正確な時間算出はその間に補正された閏秒表の参照を要する。この不便を避けるため、複数年にわたる長時間の正確な[[測定]]を要する科学用途では、協定世界時 (UTC) に代わり国際原子時 (TAI) が用いられる事がある（[[天体力学]]や[[暦]]では目的に応じて地球時 (TT)、地心座標時 (TCG) その他の時刻系を使い分ける）。このため、国際原子時 (TAI) は閏秒を扱えないシステムでも広く用いられる。UT1は[[国際地球回転・基準系事業]]（IERS）により計算されている。
[[協定世界時]] (UTC) は世界の法的な[[時刻]]の基礎で、国際原子時 (TAI) との差が整数秒に維持されている。[[地球の自転]]の[[角速度]]の変動により[[世界時]]の UT1 と協定世界時 (UTC) との差が0.9秒を超えないように実施される[[閏秒]]調整により、2019年2月現在、UTCはTAIから37秒遅れている。[[太陽]]がちょうど頭上最も高くなる時刻が[[正午]]近くであることは、閏秒調整により維持されているとも言える。この閏秒調整がある協定世界時 (UTC) は不連続な[[時刻系]]であるのに対して、閏秒調整のない国際原子時 (TAI) は連続で安定した時刻系である。閏秒調整は地球の自転の不規則な変動に応じて実施されるので、2つのUTC時刻間での正確な時間算出はその間に補正された閏秒表の参照を要する。この不便を避けるため、複数年にわたる長時間の正確な[[測定]]を要する科学用途では、協定世界時 (UTC) に代わり国際原子時 (TAI) が用いられる事がある{{Efn|[[天体力学]]や[[暦]]は、複数年にわたる長時間の正確な測定を要する科学用途であるが、国際原子時を定義する以前の観測記録との関係や相対性理論を考慮する必要性から、目的に応じて[[地球時]] (TT)、[[地心座標時|地球重心座標時]] (TCG) その他の時刻系を使い分ける<ref>{{Cite journal |和書 |author=片山真人 |author2=松田 浩 |author3=福島登志夫 |author4=渡部潤一 |authorlink3=福島登志夫 |authorlink4=渡部潤一 |date=2008-10 |title=暦象年表の改訂について |journal=国立天文台報 |volume=11 |issue=第3・4号 |page=58 |publisher=国立天文台 |location=東京都三鷹市 |issn=2436-1402 |url=https://www.nao.ac.jp/contents/about-naoj/reports/report-naoj/11-34-2.pdf |format=pdf |accessdate=2023-09-23 }}</ref>}}。このため、国際原子時 (TAI) は閏秒を扱えないシステムでも広く用いられる。UT1は[[国際地球回転・基準系事業]]（IERS）により計算されている。


== 脚注 ==
== 脚注 ==
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=== 注釈 ===
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=== 出典 ===
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== 参考文献 ==
== 参考文献 ==
* {{Cite journal|和書|author=飯島重孝 |date=1977-03-15 |year=1977 |title=IAU第16回総会に出席して |journal=日本時計学会誌 |issue=80 |pages=51-58 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002777551 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-01-26 |ref=harv}}{{オープンアクセス}}
* {{Cite journal|和書|author=[[飯島重孝]] |date=1977-03-15 |year=1977 |title=IAU第16回総会に出席して |journal=日本時計学会誌 |issue=80 |pages=51-58 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002777551 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-01-26 |ref=harv}}{{オープンアクセス}}
* {{Cite journal|和書|author=飯島重孝 |date=1994-09-20 |year=1994 |title=標準時について |journal=日本時計学会誌 |issue=150 |pages=12-25 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002775947 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-02-11 |ref=harv}}{{オープンアクセス}}
* {{Cite journal|和書|author=飯島重孝 |date=1994-09-20 |year=1994 |title=標準時について |journal=日本時計学会誌 |issue=150 |pages=12-25 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002775947 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-02-11 |ref=harv}}{{オープンアクセス}}
* {{Cite journal|和書|author=岡崎清市 |date=1982-03-25 |year=1982 |title=時の標準 (<特集>第100号) |journal=日本時計学会誌 |issue=100 |pages=2-11 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002776045 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-01-26 |ref=harv}}{{オープンアクセス}}
* {{Cite journal|和書|author=岡崎清市 |date=1982-03-25 |year=1982 |title=時の標準 (<特集>第100号) |journal=日本時計学会誌 |issue=100 |pages=2-11 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002776045 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-01-26 |ref=harv}}{{オープンアクセス}}
* {{Cite journal|和書|author=佐分利義和 |date=1983-02 |year=1983 |title=周波数・時間計測における相対論効果 (周波数・時間標準特集号) -- (周波数と時間の計測) |journal=電波研究所季報 |volume=29 |issue=149 |pages=55-63 |publisher=電気通信振興会 |location=[[東京都]] |issn=0033-801X |naid=40002561713 |id={{NCID|AN00154260}} |url= https://ci.nii.ac.jp/naid/130007725527/en |format=pdf |accessdate=2014-02-11|ref=harv}}
* {{Cite journal|和書|author=佐分利義和 |date=1983-02 |year=1983 |title=周波数・時間計測における相対論効果 (周波数・時間標準特集号) -- (周波数と時間の計測) |journal=電波研究所季報 |volume=29 |issue=149 |pages=55-63 |publisher=電気通信振興会 |location=[[東京都]] |issn=0033-801X |naid=40002561713 |id={{NCID|AN00154260}} |url= https://ci.nii.ac.jp/naid/130007725527/en |format=pdf |accessdate=2014-02-11|ref=harv}}
* {{Cite web |url=https://jjy.nict.go.jp/QandA/reference/chrono_table.html |title=資料室 標準電波/周波数標準/標準時 年表 |accessdate=2013-12-29 |author=情報通信研究機構 |authorlink=情報通信研究機構 |date=2005 |year=2005 |format=html |work=Q&A及び資料・データ |publisher=情報通信研究機構 |language=日本語 |ref=harv}}
* {{Cite web|和書|url=https://jjy.nict.go.jp/QandA/reference/chrono_table.html |title=資料室 標準電波/周波数標準/標準時 年表 |accessdate=2013-12-29 |author=情報通信研究機構 |authorlink=情報通信研究機構 |date=2005 |year=2005 |format=html |work=Q&A及び資料・データ |publisher=情報通信研究機構 |language=日本語 |ref=harv}}
* {{Cite journal|和書|author=虎尾正久 |date=1967-12-10 |year=1967 |title=秒の定義の問題 (I) |journal=日本時計学会誌 |issue=44 |pages=40-45 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002777024 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-02-11 |ref=harv}}{{オープンアクセス}}
* {{Cite journal|和書|author=虎尾正久 |date=1967-12-10 |year=1967 |title=秒の定義の問題 (I) |journal=日本時計学会誌 |issue=44 |pages=40-45 |publisher=日本時計学会 |location=[[東京都]] |issn=0029-0416 |naid=110002777024 |id={{NCID|AN00195723}} |accessdate=2014-02-11 |ref=harv}}{{オープンアクセス}}
* {{Cite journal|和書|author=藤本眞克 |authorlink=藤本眞克 |date=1992-06-10 |year=1992 |title=時刻の基準と比較 |journal=応用物理 |volume=61 |issue=6 |pages=592-595 |publisher=[[応用物理学会]] |location=[[東京都]] |issn=2188-2290 |doi=10.11470/oubutsu1932.61.592 |naid=10006628860 |id={{JOI|JST.Journalarchive/oubutsu1932/61.592}}、{{NCID|AN00026679}} |accessdate=2014-03-29 |ref=harv}}{{オープンアクセス}}
* {{Cite journal|和書|author=藤本眞克 |authorlink=藤本眞克 |date=1992-06-10 |year=1992 |title=時刻の基準と比較 |journal=応用物理 |volume=61 |issue=6 |pages=592-595 |publisher=[[応用物理学会]] |location=[[東京都]] |issn=2188-2290 |doi=10.11470/oubutsu1932.61.592 |naid=10006628860 |id={{JOI|JST.Journalarchive/oubutsu1932/61.592}}、{{NCID|AN00026679}} |accessdate=2014-03-29 |ref=harv}}{{オープンアクセス}}
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* {{Cite web |url= https://www.bipm.org/en/committees/cc/cctf/ccds-1970_fr.html |title=BIPM - CCDS 1970 |accessdate=2014-02-02 |author=BIPM |authorlink=国際度量衡局 |date=2013-09-18 |year=2013 |format=html |work=BIPM - CCTF |publisher=国際度量衡局 |language=[[フランス語]] |ref=harv}}
* {{Cite web |url= https://www.bipm.org/en/committees/cc/cctf/ccds-1970_fr.html |title=BIPM - CCDS 1970 |accessdate=2014-02-02 |author=BIPM |authorlink=国際度量衡局 |date=2013-09-18 |year=2013 |format=html |work=BIPM - CCTF |publisher=国際度量衡局 |language=[[フランス語]] |ref=harv}}
* {{Cite web |url= https://www.bipm.org/fr/CGPM/db/18/3/ |title=BIPM - Résolution 3 de la 18e CGPM |accessdate=2014-02-11 |author=BIPM |authorlink=国際度量衡局 |date=2014-02-11 |year=2014 |format=html |work=BIPM - CGPM |publisher=国際度量衡局 |language=[[フランス語]] |ref=harv}}
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* {{cite conference|author=IAU |authorlink=国際天文学連合 |date=1967 |year=1967 |title=ⅩⅢth General Assembly, Prague, Czechoslovakia, 1967 / ⅩⅢe Assemblée Générale, Prague, Tchécoslovaquie, 1967 |conference=IAU General Assembly |conferenceurl=https://www.iau.org/science/meetings/general_assemblies/ |publisher=The International Astronomical Union |location=[[パリ|Paris]] |url= https://www.iau.org/static/resolutions/IAU1967_French.pdf |format=pdf |accessdate=2014-02-02 |language=[[英語]]/[[フランス語]] |ref=harv}}
* {{cite conference|author=IAU |authorlink=国際天文学連合 |date=1967 |year=1967 |title=ⅩⅢth General Assembly, Prague, Czechoslovakia, 1967 / ⅩⅢe Assemblée Générale, Prague, Tchécoslovaquie, 1967 |conference=IAU General Assembly |conference-url=https://www.iau.org/science/meetings/general_assemblies/ |publisher=The International Astronomical Union |location=[[パリ|Paris]] |url= https://www.iau.org/static/resolutions/IAU1967_French.pdf |format=pdf |accessdate=2014-02-02 |language=[[英語]]/[[フランス語]]}}
* {{cite conference|author=IAU |authorlink=国際天文学連合 |date=1976 |year=1976 |title=ⅩⅥth General Assembly, Grenoble, France, 1976 / ⅩⅥe Assemblee Generale, Grenoble, France, 1976 |conference=IAU General Assembly |conferenceurl=https://www.iau.org/science/meetings/general_assemblies/ | publisher=The International Astronomical Union |location=[[パリ|Paris]] |url= https://www.iau.org/static/resolutions/IAU1976_French.pdf |format=pdf |accessdate=2014-01-17 |language=[[英語]]/[[フランス語]] |ref=harv}}
* {{cite conference|author=IAU |authorlink=国際天文学連合 |date=1976 |year=1976 |title=ⅩⅥth General Assembly, Grenoble, France, 1976 / ⅩⅥe Assemblee Generale, Grenoble, France, 1976 |conference=IAU General Assembly |conference-url=https://www.iau.org/science/meetings/general_assemblies/ | publisher=The International Astronomical Union |location=[[パリ|Paris]] |url= https://www.iau.org/static/resolutions/IAU1976_French.pdf |format=pdf |accessdate=2014-01-17 |language=[[英語]]/[[フランス語]]}}


== 関連項目 ==
== 関連項目 ==

2024年5月20日 (月) 11:22時点における最新版

1984年から1993年まで国際原子時の較正に使われていたセシウム原子時計の共振部。国立科学博物館の展示。

国際原子時（こくさいげんしじ、フランス語: temps atomique international、略語：TAI、ドイツ語: Internationale Atomzeit、英語: International Atomic Time）は、現在国際的に規定・管理される原子時である。地球表面（ジオイド面）上の座標時の実現と位置付けられる。

国際単位系 (SI) では、「秒はセシウム133の原子の基底状態の二つの超微細準位の間の遷移に対応する放射の周期の9192631770倍の継続時間である。」と定義されている[1]。

概要[編集]

国際原子時 (TAI) は、世界50ヵ国以上に設置されているセシウム原子時計を数多く含む約300個の原子時計により維持されている、時刻の加重平均である。現在、国際原子時 (TAI) は国際度量衡局 (BIPM) が運用・管理する。

TAIの定義は参加する原子時計同士の定期的な比較による較正であり、時間の遡及により最高精度が維持される。この較正はナノ秒精度を要求する用途で用いられ、大多数の時刻サービス利用者は、複数台の原子時計で較正された時間間隔を過去に参照した原子時計から供給される、TAIのリアルタイム評価値を利用する。GPS衛星が発射する電波の時刻信号はTAIに裏付けられたリアルタイムの時刻源として広く使われている。

TAIの原点は1958年1月1日0時0分0秒 (TAI) に置き、その時点で1958年1月1日0時0分0秒 (UT2) と一致させた[2]。ただし、1976年に国際原子時 (TAI) の歩度がSI秒の定義値より速いことが判明し、1977年に国際原子時 (TAI) の歩度を修正しているため、正しい歩度で遡ると一致しない[3][4]。

定義[編集]

国際原子時 (TAI) は、1970年に国際度量衡委員会 (CIPM) の下部機関である秒の定義に関する諮問委員会（CCDS、現CCTF）で勧告S2を採択し、次のように定義されている。

Le Temps atomique international est la coordonnée de repérage temporel établie par le Bureau international de l'heure sur la base des indications d'horloges atomiques fonctionnant dans divers établissements conformément à la définition de la seconde, unité de temps du Système international d'unités.[5][6]

訳：国際原子時(TAI)は, 国際単位系における時間の単位である秒の定義に従って, いくつかの機関で運転されている原子時計の指示値に基づいて国際報時局が定める基準となる時刻の座標である.[7]

— CCDS、1970年（CIPM、1970年に含まれる）勧告S2、PV, 38, 110-111 及び Metrologia, 1971, 7, 43

なお、当時は国際報時局（BIH、現IERS）が国際原子時 (TAI) を管理していたが、1988年1月に国際度量衡局 (BIPM) に移管された[8][9]。

1980年に、秒の定義に関する諮問委員会（CCDS、現CCTF）は相対性理論の効果を考慮して TAI の定義は次のように完成された。

Le TAI est une échelle de temps-coordonnée définie dans un repère de référence géocentrique avec comme unité d'échelle la seconde du SI telle qu'elle est réalisée sur le géoïde en rotation.[5][6]

訳：TAI は, 回転するジオイド上で実現される SI の秒を目盛りの単位とした, 地心座標系で定義される座標時の目盛りである.[7]

— CCDS の声明、BIPM Com. Cons. Déf. Seconde, 1980, 9, S 15 及び Metrologia, 1981, 17, 70

一般相対性理論によれば、くるいのない理想的な時計であっても、それが刻む時刻は、その時計が過去に、どのような重力場のなかをどのような運動をしたかによって相互比較では差が生じる。このような時刻を「固有時」と呼ぶ[10]。地球ポテンシャルの影響として、時計の置かれている場所の標高（ジオイドからの高さ）の違いに対応して、おのおのの時計の固有時は1 km当たり1.1×10−13の歩度差が生じるので[11]、国際原子時 (TAI) の作成に寄与する原子時計はジオイド上のSI秒を基準に補正を行うことになる[12]。

さらに、この定義は1991年の国際天文学連合 (IAU) の決議A4（基準座標系部会の勧告Ⅲと勧告Ⅳ）によってより詳細なものとなった。

「TAI は、その理想とする地球時 (TT) を実現する一つの時刻系であり、地球時とは一定の差 32.184 s だけ異なっている。地球時は、四次元地心座標系の時間座標である地心座標時 (TCG) とは、一定の歩度差を持つと関係付けられている.」(Proc. 21st General Assembly of the IAU, IAU Trans., 1991. vol. XXIB, Kluwer を参照.)[7][13]

国際原子時 (TAI) の作成に寄与する世界各地の約200台の原子時計データは、おのおのの時計のランダムなくるいを、統計平均によって減らす操作の前に、それぞれの時計の固有時を、時計位置のジオイドからの高さに基づいて、地球重心座標系の座標時である地心座標時 (TCG) へと変換している。1992年現在の国際原子時 (TAI) のくるいは100兆分の1以下なので、これ以下の精度で補正するためには、時計位置のジオイドからの高さが10 mの精度で正しく分かっている必要がある[10]。

歴史[編集]

積算原子時[編集]

1949年にアメリカ合衆国の国立標準局（NBS、現NIST）で、アンモニアを用いた分子周波数標準器が組み立てられ、また1955年6月にはイギリスの国立物理学研究所 (NPL) でセシウム原子周波数標準器が実用化され、その後、各国のセシウム標準器も相ついで実働されるようになってきた。

当時は水晶時計の原発振周波数を原子標準器で定期的に較正し、その偏差率を積分して、水晶時計を補正するという手順で行われたので、この当時の原子時は積算原子時とよばれた。

この積算原子時と暦表時 (ET) との比較から、1秒間におけるセシウム原子の固有振動数が9192631770 Hzと測定され、この周波数値は第13回国際電波科学連合 (URSI) 総会（1960年）や第11回国際天文学連合 (IAU) 総会（1961年）で公認された。そして、1960年代には市販のセシウム原子時計が各国の天文台や研究所に普及する。

現在の国際原子時 (TAI) は1958年1月に原点を置いているが、精度は劣るものの積算原子時を1955年7月まで遡ることができる[14][15]。

原子時[編集]

1958年、各国の天文台の世界時 (UT) を集計し確定世界時を算出していた国際報時局（BIH、現IERS）が原子時のデータを集計処理する責任を担うことになった。国際報時局（BIH、現IERS）の中央局（パリ天文台）があるフランスの原子標準を仲介として、各国の原子標準との比較結果を集計することにより原子時を算出するようになる。この原子時のうち、最初にイギリスの国立物理学研究所 (NPL)、スイスのニューシャテル天文台、アメリカ合衆国の国立標準局（NBS、現NIST）の3機関のセシウム標準を使って1958年1月1日0時 UT2 を起算点において積算を始めた原子時系を、A.3（A3とも表記する）という（その後 A.3 に寄与する原子標準は次第に増えていく）[16]。

この他に、アメリカ合衆国の数台のセシウム標準を平均した独自の時系である A1 系や、国際報時局 (BIH) が世界10個のセシウム標準の平均でつくる A9 系などがある[17]。

1967年における A3 以外の原子時は、アメリカ海軍天文台の A1、グリニッジ天文台の G.A.、アメリカ国立標準局の NBS(A)、ドイツ国立物理工学研究所の PTB(A1) がある[18]。 1968年における各国の研究所の原子時は、フランスの Commission Nationale de l'Heure の TA(F)、アメリカ国立標準局の NBS-A は8月22日から AT(NBS) に改称、ドイツ国立物理工学研究所の TA1、グリニッジ天文台の GA 及び GA2、アメリカ海軍天文台の A1 がある[19]。

国際原子時の成立[編集]

1964年、原子標準の確立への要求が高まり、国際度量衡総会 (CGPM) の委任に基づいて国際度量衡委員会 (CIPM) は、セシウム原子の固有振動数9192631770 Hzを、周波数標準の暫定値とする[20][21][22]。

1967年にプラハで開催された第13回国際天文学連合 (IAU) の決議5（第4、第31委員会）により、これまで国際報時局（BIH、現IERS）がすでに自主的に実施していた1958年1月1日0時 UT2 を起点とする原子時 (A.3) が、この際公式の積分時尺度として採用される事が決まり、国際報時局 (BIH、現IERS) のベルナール・ギノー局長 (Bernard Guinot) が希望した、A.3 から国際原子時目盛 (International Atomic Time Scale) への名称変更を満場一致で採択した[23][24]。

1967年／1968年の第13回国際度量衡総会 (CGPM) でセシウム原子周波数標準に基づくSI秒の定義が採択される[25][26]。

そして、1970年に、国際度量衡委員会 (CIPM) の下部機関である秒の定義に関する諮問委員会（CCDS、現CCTF）で勧告S2を採択し、国際原子時 (TAI) が「国際単位系における時間の単位である秒の定義に従って, いくつかの機関で運転されている原子時計の指示値に基づいて国際報時局が定める基準となる時刻の座標」と定義される[7][5]。

同年、ブライトンで開催された国際天文学連合 (IAU) 第14回総会で、旧協定世界時の大幅な改善策が決議され、協定世界時 (UTC) と国際原子時 (TAI) との差が整数秒であるように国際報時局（BIH、現IERS）は1972年1月1日0時に協定世界時 (UTC) の特別時間調整を行い、その際秒の分数を報知するよう勧告した[27][28]。この特別調整により、1972年1月1日0時に協定世界時 (UTC) は国際原子時 (TAI) に対して丁度10秒遅れになり、これ以後は、TAI-UTC は整数秒に維持される[29]。

1971年の第14回国際度量衡総会 (CGPM) の決議1により、国際度量衡委員会 (CIPM) に対し、国際原子時の定義を与えること、および、科学的な能力と現用の施設が関連ある国際機関と協力して、国際原子時目盛の実現のためにできるだけよく活用されるように、そして、国際原子時の利用者の需要を満たすように、必要な処置をとること、を要請した(CR, 77-78 及び Metrologia, 1972, 8, 35)[30][31]。そして、国際度量衡委員会 (CIPM) は国際報時局（BIH、現IERS）によって決められた原子時を国際原子時 (TAI) と呼ぶことを定め、その合成を正式に国際報時局（BIH、現IERS）に委託した[32]。

国際原子時 (TAI) と独立した各国の研究所の原子時の名称については、1969年以後は独自の名称を止めてフランス語の TA あるいは英語の AT に研究所の略語を括弧付きで表記するようなる。フランスの Commission Nationale de l'Heure は TA(F)、アメリカ国立標準局は TA(NBS) や AT(NBS)、ドイツ国立物理工学研究所は TA(PTB) や AT(PTB)、アメリカ海軍天文台は TA(USNO) や AT(USNO) である[33] [34] [35] [注釈 1]。

1972年において国際原子時 (TAI) に寄与する研究所の略語は、F がフランスの Commission Nationale de l'Heure、NBS がアメリカ国立標準局、NRC がカナダ国立研究機構、ON がスイスのニューシャテル天文台、PTB がドイツの国立物理工学研究所、RGO がイギリスのグリニッジ天文台、USNO がアメリカ海軍天文台で[37]、寄与は出来ないが時刻比較に協力する研究所の略語は、ILOM が緯度観測所、RRL が電波研究所、TAO が東京天文台などであった[36] [注釈 2]。

正確さの改善[編集]

1974年に、国際度量衡委員会 (CIPM) の下部機関である秒の定義に関する諮問委員会（CCDS、現CCTF）において、国際原子時 (TAI) の構成法についての研究が報告された。国際原子時 (TAI) は、SI秒を積算した時系であるが、これまで7機関の独立な原子時系で構成してきたが、これらの時系はいずれも商用のセシウム原子時計によるものであり、各時系の設定方法の違いや、時計の台数の違いなど問題が多かったので、国際報時局（BIH、現IERS）では、個々の原子時計のデータを数多く集め統一した処理による新しい計算法（ALGOSと命名）を開発し、1973年6月から実施しており、かなり改善する見込みであると説明された。そして、今後はセシウム原子一次標準器による較正値を取り入れた計算法の研究を促進することを勧告した。また、ロランCによる原子時計の比較では、欧米と極東間など大陸間の時刻比較の精度が良くないので時刻比較法の研究促進も勧告した[48]。

1976年にグルノーブルで開催された国際天文学連合 (IAU) 第16回総会において、第4委員会（暦）及び第31委員会（時）の共同決議第2号で、国際原子時 (TAI) の歩度を (1 + 1 × 10−12) 倍に拡げることが勧告され、1977年1月1日 TAI にこの修正が実施される。この修正は、国際報時局（BIH、現IERS）が管理する国際原子時 (TAI) の歩度が、アメリカ合衆国の国立標準局（NBS、現NIST）、カナダの国家研究会議 (NRC)、ドイツの国立物理工学研究所 (PTB) などのセシウム一次標準器の結果に照らして、約 1×10−12 秒だけ定義の1秒より短いことが判ってきたために実施された[3][4][注釈 3]。

同年に協定世界時の略語が UTC に統一されたときに、国際原子時 (TAI) と独立した各国の研究所の原子時の名称についても表記を TA(i) に統一して英語の AT(i) をやめた（文字 “i” には研究所の略語を充てる）[51] [注釈 4]。 1978年に、電波研究所 (RRL) が1976年から開発中だった原子時計群のみ用いた平均原子時の計算法[53]を用いるようになり、TA(RRL) を決定し公表するようなる[54] [55]。

1979年から自由原子時（EAL; 仏: échelle atomique libre[56]）と国際原子時 (TAI) の周波数の計測を始める[57]。

相対論的効果の補正[編集]

1950年には、技術の進歩により標準電波の周波数や秒の正確度が±1×10−9に達すれば相対性理論が問題になる辺りにくる事になり、伝搬遅延を補正して地球上で等時性を捕える事ができてもそれは見かけのものに過ぎなくなることが指摘される[58]。

1960年代になると、天文学者は相対性理論の効果が時刻系に与える影響についての詳細な検討を始め、1964年に東京天文台（TAO、現NAOJ）の青木信仰博士が、相対論的効果による時刻標準の変動に関する論文を発表し[59]、1967年にはイェール大学のジェラルド・クレメンス教授他が、原子時計の年周変動に関する論文を発表する[60]。

一般相対性理論によれば、くるいのない理想的な時計であっても、それが刻む時刻は、その時計が過去に、どのような重力場のなかをどのような運動をしたかによって相互比較では差が生じる。このような時刻を「固有時」と呼ぶ。これに対して、共通の基準となる目盛りのついた時間と空間を「基準座標系」と呼び、このうちの時間座標を「座標時」と呼ぶことがある[10]。地球上の時計の固有時は、主に太陽、地球自体、月、諸惑星の重力ポテンシャルの影響下にあるものと考えてよい。時計のある場所が、これらの天体に対して位置を変えるので、このポテンシャルの影響は一定量と変化量の合成となる。この変化量の最大のものは太陽のポテンシャルの変化によるもので、地球軌道が楕円であるため太陽からの距離が年周変化することで生じ、地球上の時計が一斉に全振幅6.6×10−10の年周変化をすることになる。これを時計面でみると秒の長さの変化が積算されるので、全振幅3.3 msの年周変化を示すことになる。なお、変化とは、一切の重力ポテンシャルの影響から全く離れた場所の座標時に比較して測られる量を言う。また、地球ポテンシャルの影響として、時計の置かれている場所の標高（ジオイドからの高さ）の違いに対応して、1 km当たり1.1×10−13の歩度差が生じる[11]。

1967年にプラハで開催された第13回国際天文学連合 (IAU) では、原子時計に対する、太陽、月、惑星、地球のポテンシャルの影響による相対論的効果が議論され局地差や周期変動に対する補正の式も提案されるが、まず実際に周期変動や局地差を検出することが先決で、補正方式は実験的事実に立脚すべきであるとの意見もあり結論を見ないで終わる[61][62]。

1970年代に飛行機やロケットに原子時計を搭載するなど様々な実験が行われ、原子時計に影響する相対論的効果が実験的に確認される[63]。また、人工衛星の観測などにより地球全体のジオイドを把握できるようになる[64]。

そして、1980年に、国際度量衡委員会 (CIPM) の下部機関である秒の定義に関する諮問委員会（CCDS、現CCTF）は相対性理論の各種効果に対する、地球近傍での時計比較に必要となる補正を検討し、地球の重力ポテンシャルの差、速度の差および地球の自転を考慮して「TAI は、回転するジオイド上で実現される SI の秒を目盛りの単位とした、地心座標系で定義される座標時の目盛りである」と声明を発表する[5][7]。これ以後、国際原子時 (TAI) の作成に寄与する原子時計は、ジオイド上のSI秒を基準に補正を行うことになる[12]。

GPS衛星を利用した時刻比較[編集]

1983年4月、東京天文台（TAO、現NAOJ）でGPS衛星を利用した時刻比較方式の定常運用が開始されたことにより、東京天文台（TAO、現NAOJ）の原子時計はアメリカ海軍天文台 (USNO)、国立標準局（NBS、現NIST）、ドイツの国立物理工学研究所 (PTB)、オーストリアのグラーツ工科大学 (TUG)、および国際報時局（BIH、現IERS）の欧米の原子時計と10 nsの精度で時計比較が可能となった。これによって、ロランCの電波で東京天文台（TAO、現NAOJ）と時計比較しているアジア諸国の原子時計も、1983年後半から欧米並の精度となり国際原子時の決定に寄与できることになった。その結果、国際原子時 (TAI) は欧米だけでなくアジア諸国を含む世界中の原子標準が生成に寄与する、本格的に国際的な時系となる。これまでは、極東地域のロランC電波は欧米の機関では遠すぎて精度よく受信することができないため、欧米の原子時計とアジア諸国の原子時計とは精度のよい時計比較ができず（典型的な精度比較で、欧米内で0.05 マイクロ秒であるのに対し、アジアと欧米の間では、0.2 マイクロ秒）、極東地域の原子時計はパリの国際報時局（BIH、現IERS）が決めていた国際原子時を形成する平均の母集団に参加できていなかった。なお、GPS衛星を利用した時刻比較では時計の進み方に対する相対論的効果の補正も考慮されている[65]。

さらに、同年に計量研究所（NRLM、現NMIJ）が国際原子時への寄与を開始し[66]、1984年2月には、電波研究所（RRL、現NICT）でも、汎地球測位システム (GPS) 衛星を利用した時刻比較受信機を開発、受信開始し、国際原子時 (TAI) への寄与するようになる[54]。

国際報時局から国際度量衡局への移管[編集]

1985年にデリーで開催された国際天文学連合 (IAU) 第19回総会において、決議B1号（時の責任）により、時刻の中央局である国際報時局 (BIH) を改組して、国際地球回転観測事業（IERS、現国際地球回転・基準系事業）を1988年1月から発足させることになる。また、国際測地学・地球物理学連合 (IUGG) や国際電波科学連合 (URSI) の勧告などを考慮して、国際報時局 (BIH) が管理していた国際原子時 (TAI) を、国際度量衡委員会 (CIPM) と国際度量衡総会 (CGPM) の責任の元で国際度量衡局 (BIPM) に移管すること認めた[67][68]。そして、1987年の第18回国際度量衡総会 (CGPM) の決議3により国際原子時 (TAI) を国際度量衡局 (BIPM) が管理することになった[8][9]。

協定世界時[編集]

詳細は「協定世界時」を参照

協定世界時 (UTC) は世界の法的な時刻の基礎で、国際原子時 (TAI) との差が整数秒に維持されている。地球の自転の角速度の変動により世界時の UT1 と協定世界時 (UTC) との差が0.9秒を超えないように実施される閏秒調整により、2019年2月現在、UTCはTAIから37秒遅れている。太陽がちょうど頭上最も高くなる時刻が正午近くであることは、閏秒調整により維持されているとも言える。この閏秒調整がある協定世界時 (UTC) は不連続な時刻系であるのに対して、閏秒調整のない国際原子時 (TAI) は連続で安定した時刻系である。閏秒調整は地球の自転の不規則な変動に応じて実施されるので、2つのUTC時刻間での正確な時間算出はその間に補正された閏秒表の参照を要する。この不便を避けるため、複数年にわたる長時間の正確な測定を要する科学用途では、協定世界時 (UTC) に代わり国際原子時 (TAI) が用いられる事がある[注釈 5]。このため、国際原子時 (TAI) は閏秒を扱えないシステムでも広く用いられる。UT1は国際地球回転・基準系事業（IERS）により計算されている。

脚注[編集]

[脚注の使い方]

注釈[編集]

  1. ^ 1972年から各国の研究所の原子時は名称は、TA(i) や AT(i) の文字 “i” に研究所の略語を充てて表記することになる[36] [37]。
  2. ^ TAI に寄与する原子時計を運用する研究所の略語は、後の通信総合研究所は CRL（旧 RRL[38]）、国立天文台三鷹は NAOT（旧 TAO[39]、1996年に三鷹の天文保時室を廃止[40][41]）、国立天文台水沢は NAOM（旧 ILOM[38]、1997年から NAO [42][43]）、計量研究所は NRLM[44] などで[45]、その後の産業技術総合研究所計量標準総合センターは NMIJ（旧 NRLM[46]）、情報通信研究機構は NICT（旧 CRL[47]）である。
  3. ^ 国際報時局は、1975年から一次標準器のデータと TAI 秒の間隔の評価用のデータを取り始めた[49]。 1976年に海水面における SI 秒の刻みで TAI 目盛の平均間隔を計測し始めた[50]。
  4. ^ 原子時 TA(i) を保時する研究所の略語を充てる文字 “i” は、1988年に TAI を国際報時局から国際度量衡局に移管してから文字 “k” を用いて TA(k) のように表記する[52]。
  5. ^ 天体力学や暦は、複数年にわたる長時間の正確な測定を要する科学用途であるが、国際原子時を定義する以前の観測記録との関係や相対性理論を考慮する必要性から、目的に応じて地球時 (TT)、地球重心座標時 (TCG) その他の時刻系を使い分ける[69]

出典[編集]

  1. ^ [1] 「国際文書第 8 版　(2006)　国際単位系 （SI）　日本語版」 2.1.1.3 時間の単位（秒）　(独)産業技術総合研究所　計量標準総合センター訳・監修、p.23
  2. ^ 岡崎清市 1982, p. 5, §6.
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  4. ^ a b IAU 1976, p. 27.
  5. ^ a b c d BIPM 2013.
  6. ^ a b BIPM 2006, p. 1, 英文テキストの使用における注意.
  7. ^ a b c d e BIPM 2006, p. 68, 付録1.
  8. ^ a b 飯島重孝 1994, p. 22, §5.
  9. ^ a b BIPM 2014.
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  13. ^ IAU (1991). ⅩⅪth General Assembly, Buenos Aires, Argentina, 1991 / ⅩⅪe Assemblee Buenos Aires, Argentine, 1991 (pdf). IAU General Assembly (英語/フランス語). Paris: The International Astronomical Union. pp. 14–17. 2014年2月2日閲覧。
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  16. ^ 虎尾正久「原子時と原子時計(<小特集>計測・制御)」『日本機械学會誌』第72巻第607号、日本機械学会、東京都、1969年8月5日、1088-1095頁、ISSN 0021-4728、NAID 110002467594、NCID AN00187394、2014年2月2日閲覧。 オープンアクセス
  17. ^ 虎尾正久「時についての最近の情勢 : 国際天文連合総会に出席して」『日本時計学会誌』第33号、日本時計学会、東京都、1965年3月30日、5頁、ISSN 0029-0416、NAID 110002776687、NCID AN00195723、2014年2月2日閲覧。 オープンアクセス
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参考文献[編集]

関連項目[編集]

外部リンク[編集]

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