用整数日追随季节
闰年(Leap year)是历法为协调计数单位与天文周期而设置的、比平年增加日期的年份。在格里高利历中,闰年有366天,比365天的平年多出2月29日。它不是一个独立天文事件,也不等于某次历法改革:改革可以修改规则,闰年则是按照规则反复出现的年份类别。
置闰的困难来自不同周期不能整除。季节循环对应的回归年约为365.2422日,而民用历年要用完整的日来编排。如果年年只安排365天,历日便会逐渐偏离季节。加上闰日不是让地球公转变慢,而是在日历的整数计数中补偿累计差额。这个回归年数值是近似描述,不是人为规定的永久常数。
四年规则为什么还要加两层条件
格里高利历的完整判断是:年份能被4整除,通常为闰年;如果同时能被100整除,则通常不是闰年;但能被400整除的世纪年仍为闰年。因此2024年有2月29日,1900年和2100年没有,2000年则有。只检查最后两位或只判断能否被4整除,都会在世纪交界处出错。
在一个完整的400年周期中,先按每4年一次得到100个闰年,再剔除4个世纪年,最后把其中能被400整除的1个加回来,得到100−4+1=97个闰年。总日数为400×365+97=146097日,除以400,平均历年就是365.2425日。这里的平均值不表示存在一个实际只有365.2425天的民用年份。
儒略历与格里高利历的差别
儒略历采用每4年加1日的规则,平均历年为365.25日。以约365.2422日的回归年作比较,它每年多出约0.0078日,长期积累后,季节在历日中的位置会明显移动。1582年开始实行的格里高利历保留四年置闰的主体结构,但每400年比儒略规则少放3个闰日,缩小了长期误差。
采用上述近似回归年进行简单比较,格里高利历的平均差约为每天数的0.0003,即每年约26秒。这只是说明规则的精度量级,不能据此保证几千年后春分必定偏移某个精确时刻。历法规则给出固定算术周期,天文现象则需要另外计算;具体历史日期还须先辨明使用的是哪一种历法。
闰日、闰月和闰秒不是同一种补偿
闰日以一天为单位,格里高利历把它放在2月末。闰月则是在某些阴阳历中增加一个月,协调月相循环与太阳年;它不能套用公历能否被4整除的算法。中国历法兼顾太阳和月亮的位置,因此“公历是闰年”并不能推出同一年必有农历闰月。
闰秒涉及原子时标与地球自转的协调,处理的是秒级差额,不是给历年补齐公转的零头。它按地球自转观测和制度安排处理,并非每逢闰年自动发生。2026年国际计量大会已决定,连续UTC自2027年5月20日起生效,并将允许的UT1与UTC差值上限扩大到一小时;这是时标制度的改变,不会取消公历的2月29日。