Karkaussekunti

Wikipedia
Loikkaa: valikkoon, hakuun
UTC-ajan ero UT1-ajasta vuodesta 1985 lähtien. Pystysuorat viivat ovat karkaussekuntien aiheuttamia.

Karkaussekunti (joskus myös hyppysekunti[1]) on koordinoituun yleisaikaan (UTC) ajoittain tehtävä yhden sekunnin suuruinen korjaus, jonka tarkoitus on pitää atomikelloilla mitattu UTC-aika lähellä maapallon pyörimisestä mitattua UT1-aikaa.[2] Koska maapallon pyörimisliike hidastuu, atomikelloilla mitattu aika ja luonnollinen vuorokausi saattaisivat joutua epätahtiin. Tämä estetään karkaussekunneilla. Maapallon pyörimisnopeuden vaihtelut eivät kuitenkaan ole ennustettavissa eikä karkaussekunneista voida siten myöskään päättää etukäteen, joten Ranskassa toimiva International Earth Rotation and Reference Systems Service eli IERS-organisaatio päättää karkaussekunneista joka kerta erikseen.[3] Karkaussekuntien vuoksi tarkat tietokoneohjelmat joutuvat varautumaan siihen, että vuorokauden pituus voi olla 86 399, 86 400 tai 86 401 sekuntia.

Karkaussekunnit voivat olla joko positiivisia, jolloin UTC-aikaa hidastetaan lisäämällä ylimääräinen sekunti (23.59.60 UTC) vuorokauden loppuun, tai negatiivisia, jolloin yksi sekunti jätetään kokonaan pois (kello siirtyy sekunnista 23.59.58 UTC suoraan sekuntiin 0.00.00 UTC). Negatiivisia karkaussekunteja ei tosin ole koskaan käytetty. Toisin kuin karkauspäivää, karkaussekuntia vietetään kaikkialla maailmassa samaan aikaan, eli esimerkiksi Suomessa kello 1.59.60 talvella tai 2.59.60 kesällä.

Historia[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sekunnin vanha määritelmä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Sekunnin määritelmä oli alun perin, että yhteen aurinkovuorokauteen mahtuu 86 400 sekuntia. Määritelmä oli kuitenkin epätäsmällinen, sillä aurinkovuorokauden pituus vaihtelee suurimmillaan noin 52 sekuntia.[4]

Vuonna 1950[4] sekunti määriteltiin uudestaan tällaisten vaihtelujen välttämiseksi. Uutta määritelmää kutsuttiin keskiaurinkovuorokaudeksi, sillä se kuului niin, että sekunti on 86 400:s osa keskiaurinkovuorokaudesta vuonna 1900.[4]

Määritelmä kuitenkin muutettiin jo kuuden vuoden kuluttua. Uusi efemeridisekunniksi kutsuttu aikamitta oli sata kertaa tarkempi kuin edeltäjänsä. Määritelmä kuului: ”Sekunti on 31 566 925,9747:s osa trooppisesta vuodesta sellaisena kuin se laskennallisesti oli vuonna 1900, tammikuun 0. päivänä kello 12”.[4]

Sekunnin uusi määritelmä[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Efemeridisekuntikaan ei ollut käytössä kuin 11 vuotta. Nykyisin sekunnin määritelmä perustuu cesium-atomin spektriin. Määritelmä on: ”Sekunti on 9 192 631 770 kertaa sellaisen säteilyn jakson aika, joka vastaa cesium-133-atomin siirtymää perustilan ylihienorakenteen kahden energiatilan välillä”.[4]

Uusi määritelmä irrottaa sekunnin kokonaan tähtitaivaan tapahtumista, joten atomikelloilla mitattu aika saattaisi joutua epätahtiin maapallon pyörimisen kanssa. Näin tapahtuukin, sillä Auringon ja Kuun aiheuttama vuorovesi-ilmiö hidastaa maapallon pyörimistä, tosin vain 1,6 millisekuntia sadassa vuodessa (ks. Vuorokauden piteneminen). Suurempia satunnaisia vaihteluita aiheutuu myös ilmamassojen liikkumisesta ja Maan ytimessä tapahtuvista satunnaisista massasiirtymistä.[4] UTC-aikaan on siis lisättävä karkaussekunti aina silloin tällöin.

Ensimmäinen karkaussekunti lisättiin vuonna 1972[2].

Karkaussekunneista ilmoittaminen[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Karkaussekunti voidaan lisätä joko joulukuun tai kesäkuun loppuun. IERS ilmoittaa karkaussekunnin lisäämisestä, tai siitä ettei karkaussekuntia lisätä, kuusi kuukautta etukäteen BULLETIN C -julkaisussaan.[7] Viimeisin karkaussekunti lisättiin vuonna 2012.[8]

Muun muassa radio-ohjattuja kelloja Euroopassa ohjaava DCF77[9] ja useat NTP-palvelimet[10] lähettävät huomautuksia karkaussekunneista. Suomesta UTC-ajan ylläpitoon osallistuu Otaniemessä toimivan Mittatekniikan keskuksen (MIKES) aika- ja taajuussuureiden kansallinen mittanormaalilaboratorio.[11]

Karkaussekuntien saama kritiikki[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Karkaussekunnit ovat saaneet myös kritiikkiä,[12] ja on mahdollista että niistä luovutaan lähitulevaisuudessa. Karkaussekuntien takia on esimerkiksi mahdotonta tehdä tarkkoja aikalaskelmia pitemmälle kuin 6 kuukautta tulevaisuuteen. Karkaussekuntien korvaajiksi on ehdotettu karkaustunteja.[13] Karkaustunti lisättäisiin, kun luonnollisen vuorokauden ja atomiajan ero kasvaa puolta tuntia suuremmaksi. Karkaustunnin kohdalla keskiyön tunnit laskettaisiin 22, 23, 24, 0, 1, 2, jne.

ITU päätti tammikuussa 2012 pitämässään kokouksessa, että karkaussekunneista luopumista lykätään.[14] Siitä aiotaan nyt päättää World Radio Conferencen kokouksessa vuonna 2015.[15][16] Alun perin karkaussekunneista oli tarkoitus luopua vuonna 2013.[17]

Katso myös[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

Lähteet[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]

  1. Kauko Niemi: Vuodenvaihteessa saamme lisää aikaa 31.10.2005. Tekniikka & Talous. Viitattu 1.7.2010.
  2. a b What leap seconds are, how they are implemented and their future. NIST Physics Laboratory. Viitattu 14.6.2010. (englanniksi)
  3. International Earth Rotation and Reference Service Viitattu 14.6.2010. (englanniksi)
  4. a b c d e f Uusi Pikkujättiläinen, s. 15. Porvoo: WSOY, 1985. ISBN 951-0-12416-8.
  5. Bulletin C 40 14.7.2009. IERS. Viitattu 26.7.2010. (englanniksi)
  6. BULLETIN C IERS. Viitattu 26.7.2010.
  7. Leap second in UTC Viitattu 29.7.2010.
  8. Varpu Kiviranta: Karkaussekunti ottaa kiinni Maan hidastuvaa vauhtia 30.6.2012. Yle Uutiset. Viitattu 7.7.2012.
  9. DCF77 time code 3.5.2005. Physikalish-Technische Bundenstalt (PTB). Viitattu 5.6.2010.
  10. David L. Mills: The NTP Timescale and Leap Seconds Viitattu 5.6.2010.
  11. Karkaussekunnilla jatkoa uudenvuodenyölle (lehdistötiedote) 29.12.2008. Mittatekniikan keskus. Viitattu 8.7.2010.
  12. Olli Sulopuisto: Karkaussekunti pahempi vaiva kuin Y2K 28.12.2008. Digitoday. Viitattu 30.6.2010.
  13. Chris Irvine: Scientists propose 'leap hour' to fix time system 18.12.2008. Telegraph.co.uk. Viitattu 2.7.2010.
  14. Marika Kataja-Lian: Ajanpitäjät erimielisiä: Aika ei muutukaan Yle Uutiset. 19.1.2012. Viitattu 2.7.2012.
  15. Randy Boswell: Wait a second: leap-second verdict goes into extra time Postmedia News. 19.1.2012. Viitattu 3.3.2012. (englanniksi)
  16. Rebecca Morelle: Leap second decision is postponed BBC News. 19.1.2012. Viitattu 3.3.2012. (englanniksi)
  17. 47th CGSIC Meeting - Timing Subcommittee 25.9.2007. U.S. Coast Guard Navigation Center. Viitattu 6.7.2010.

Aiheesta muualla[muokkaa | muokkaa wikitekstiä]