Második ugrás

A szökő
másodperc megjelenítése az UTC időzónára beállított digitális órán: 23:59:59 nem követi a 00:00:00 órát, mint általában, ehelyett 23:59: 60 jelenik meg egy másodpercig. Csak ezt az ugrást követően másodpercig változik a kijelzés 00:00:00 órakor.

A föld kissé lassabban forog, mint amennyit a második meghatározásának alapjául vettek ; a tényleges átlagos napsütéses nap tehát egy másodperc töredékével hosszabb, mint 86400 másodperc. Ez a hatás felhalmozódik. Ezért az a időről időre ugrik a Koordinált Világidő (UTC) atomi időskálájában, hozzáadva őket a földalapú világidő forgásánál kapott értékkel , a hozzávetőlegesen a korábban használt (UT1) átlaggal A greenwichi szoláridő (GMT) megegyezik, ha lehetséges, szinkronban tartható (a DUT1 = UT1 - UTC különbség összegének kisebbnek kell lennie, mint 0,9 s).

Bizonyos szempontból a szökési másodpercek összehasonlíthatók a szökő napokkal :

• Ugrásnap : Mivel a Földnek kissé hosszabb, mint pontosan 365 nap kell, hogy keringjen a Nap körül, amíg vissza nem tér ugyanerre a pályára - a tavaszi napéjegyenlőség körül - ( a Föld átlagos pályasebessége "túl lassú"), egy szökőnap kerül beillesztésre, mire a naptár eltérése a tényleges csillagászati ​​helyzettől meghaladja az egész napot.
• Második ugrás : Amint a föld a közepén valami körül 24 órán át, tehát 86 400 másodpercig forog , hosszabb időbe telik, amíg a nap a látszólagos útján a csúcspontjáig vissza nem ér ( a Föld átlagos önforgása " túl lassú ") egy szökő másodperc kerül beillesztésre, mielőtt a koordinált univerzális idő (amely a második fizikai meghatározásán alapul) eltérése az átlagos nap napjától (amely a második csillagászati ​​meghatározásán alapul) meghaladja a teljes másodpercet .

Mivel a föld forgási sebességének nem periodikus szabálytalanságai vannak, amelyeket nem lehet előre kiszámítani, ugró másodperceket kell beilleszteni, ha szükséges, és nem rögzített minta szerint. Az 1980-as és 1990-es években ez átlagosan 18 havonta történt, a 21. században a gyakoriság csökkent.

Ugrási másodperceket állít be a Földforgatási és Referencia Rendszerek Nemzetközi Szolgálata . A legtöbb esetben azonban egy állami intézmény felelős az adott ország törvényes idejéért.

Az egyenletes lassulás után a föld először 2020-ban fordult újra gyorsabban, mint valaha az elmúlt 50 évben, ezért tárgyalták az első negatív ugrás másodpercet és az időmérés egyéb lehetséges korrekcióit.

történelem

Az 1950-es évekig a másodikat egy átlagos napsütéses nap 1/ 86400-ként határozták meg . A nap helyzetéből és így végső soron a föld forgásából származó időskála azonban nem fut szigorúan egységesen, mivel a föld forgási sebessége szabálytalan ingadozásoknak és hosszú távú lassulásnak van kitéve. Egy ilyen, nem egységes időskála sok műszaki és tudományos célra nem hasznos.

Mivel a későbbi efemerisz másodperc sem felelt meg a követelményeknek, a másodikat 1967 óta pontosan meghatározott sugárzási frekvencia határozza meg, nevezetesen az atomok alapállapotának két hiperfinom szintje közötti átmenetnek megfelelő sugárzás periódusának 9 192 631 770-szorosa. a nuklid ¹³³ Cs . Az így generált egységes időskála a Nemzetközi Atomi Idő (TAI). A föld forgása még mindig megfigyelhető; a belőle levezetett egyenlőtlenül futó időskála az UT1 univerzális idő . B. csillagászati ​​célokra van szükség.

1972-ben az UTC és a TAI közötti különbség 10 másodperc volt a szökő másodperc bevezetése előtt; 2020 első felében 37 másodperc lesz.

Noha a másodikat az idő folyamán többször definiálták, hosszát a definíció minden egyes változásával a lehető legjobban tartották. Ezért a mai SI-másodperc hossza végső soron a 19. század végi átlagos napnap hosszának meghatározásán alapul. Az átlagos napnap változékonysága akkor még nem volt ismert, átlagos hosszát elsősorban a 18. és 19. századra kiterjedő megfigyelési anyagok alapján határozták meg. Ennek eredményeként a mai második reprezentatív az akkor értékelt megfigyelési periódus közepe táján, vagyis 1820 körül a csillagászatilag meghatározott másodperc hosszával. Jelenleg a nap napja néhány milliszekundummal hosszabb, mint akkor volt, így a A Föld forgásából származtatott UT1 másodperc szintén valamivel hosszabb, mint az SI másodperc, ami a 200 évvel ezelőtti helyzetet tükrözi. Ennek kompenzálására (pozitív) ugrásmásodperceket kell beilleszteni az UTC-be. Ha a Föld saját forgása felgyorsul, és az átlagos napsütéses nap 86400 SI másodpercnél rövidebb lesz, akkor negatív ugrás másodperceket is be lehet illeszteni, azaz az egyes másodperceket el lehet hagyni. Eddig minden ugró másodperc pozitív volt.

1962-től 2019-ig: Eltérés a nap hosszában (−1,1 ... + 4,4 ms) és a kumulatív eltolódásban (−7 ... + 27 s) 1972 alapján

szükség

A föld forgását a sokféle hatás miatt állandó ingadozásoknak vetik alá. Az elmúlt évtizedekben felgyorsult, de hosszú távon az árapály-súrlódás és a „lassabb” hold gravitációs hatása lelassítja. Ezért az UT1 hosszú távon egyre lassabbá válik, míg a TAI szigorúan egységes.

A mindennapi életben használt hivatalos időnek célszerűen a nappali-éjszakai változáson, azaz a föld forgásán és így az UT1-en kell alapulnia, másrészt szigorúan egységes időmérés, azaz TAI kívánatos technikai célokra. Kompromisszumként bevezették a koordinált világidő UTC-t. Ami a TAI-t illeti, az UTC időegysége az atomórákkal mért SI másodperc. A szökő másodpercek beszúrásával az UTC soha nem mozog 0,9 másodpercnél tovább az UT1-től. Ez egyrészt biztosítja, hogy a széles körben elterjedt UTC hosszú távon ne távolodjon el az átlagos napidőtől, másrészt pedig rendelkezésre áll az atomóra pontos időegysége.

Gyakorlati megvalósítás

Ugró másodperceket állít be Németországban a Physikalisch-Technische Bundesanstalt , amely betartja a Föld Rotációs és Referencia Rendszereinek Nemzetközi Szolgálata által nemzetközileg meghatározott szökő másodperceket. Az ugró másodperceket elsősorban december 31-én vagy június 30-án helyezzük be , másodlagos prioritással március 31-én vagy szeptember 30-án 23:59:59 UTC után (azaz közép-európai idő szerint 01:00 vagy CEST 02:00  előtt  ). A rendszer 1972-es bevezetése óta csak a decemberi és a júniusi időket használták.

A szökő másodperc beillesztésére vonatkozó utasításokat mindig akkor adják meg, ha a közeljövőben várható, hogy az UTC és az UT1 közötti különbség 0,9 másodperc alatt nő. A megadott napokon 23:59:59 UTC után további másodperc kerül beillesztésre 23:59:60 órakor, mielőtt az óra a következő napon 00:00:00 óráig lép. Ez azt jelenti, hogy a szökő másodperccel rendelkező nap a szokásos 86 400 helyett 86 401 atom másodpercből áll. Abban az esetben, ha a föld forgása jelentősen gyorsabb lenne, negatív ugrás másodperceket is megadunk. Ebben az esetben a következő nap 00:00:00 órakor azonnal 23:59:58 lesz. Erre azonban még soha nem került sor. A föld forgása az 1970-es évek vége óta kissé felgyorsult (a szokásos ingadozások hátterében), így azóta nem volt szükség szöktetésre. Egy nap azonban még mindig hosszabb, mint a névleges 86 400 atom másodperc, így valószínű, hogy a pozitív ugrás másodperceket még mindig kompenzálni kell többé-kevésbé szabályos időközönként.

A 23:59:60 pontos ábrázolása azonban ritkán fordul elő a kereskedelemben kapható órákon. Minden olyan órának, amelyet csak a saját időzítője (általában egy kvarckristály) vezérel, nincs információ arról, hogy mikor kell figyelembe venni egy ugró másodpercet. Ezért elvileg csak olyan órák képesek helyesen megjeleníteni a szökő másodpercet, amelyeket más módon továbbítanak, pl. B. időjel vagy NTP , információt kap a közelgő ugrásról. A DCF77 időjel azt az információt tartalmazza, hogy az aktuális óra végén be kell-e helyezni egy (pozitív) ugrásmásodpercet. Ha egy rádióóra ebben az időszakban megkapja az időjelet, elméletileg helyesen jeleníthető meg. A rádióvezérelt óráknál azonban meglehetősen gyakori, hogy az időjelet sokkal ritkábban (kb. Naponta egyszer) fogadják, így itt sem szokták fogadni a szökő másodpercet. Ebben az esetben a szökő másodpercet kezdetben nem veszik figyelembe, így az óra egy másodperccel halad előre 23:59:59 és a következő fogadás között.

jövő

A föld forgásának lassulásának szabálytalansága miatt csak a közeljövőre lehet megjósolni, hogy szükséges-e és mikor lesz szükség egy ugrásra. A Föld forgási és referenciarendszereinek Nemzetközi Szolgálatának (IERS) feladata megfigyelni a föld forgását és meghatározni, hogy szükség van-e egy ugrásra. Határozatát  hat hónappal a dátum előtt közzéteszik a féléves C közlönyben. Az előző ugró másodpercet 2016. december 31-én adtuk hozzá (UTC ± 0).

Mivel ez a folyamat hibaforrást jelenthet a számítógépes rendszerek számára, megfontolják, hogy a szökési másodperceket ritkábban kell-e beilleszteni, vagy a rendszert alapvetően meg kell-e változtatni. Ha például egy teljes kapcsolási órát beszúrnának a 2600-as évbe, el lehetne tekinteni a gyakori apró kiigazításoktól, amelyeket szabálytalan időközönként kell elvégezni. A döntést leghamarabb 2012-ben halasztották 2015-re. Az ITU 2015. évi rádiótávközlési világkonferenciája (WRC-15) során úgy döntöttek, hogy további vizsgálatokra van szükség a szökő másodpercek eltörléséről szóló döntés meghozatalához. Legalábbis a 2023-as rádiótávközlési világkonferenciáig az ugró másodpercek beillesztéséről szóló korábbi szabályozás, amelyet az ITU-R TF.4060-6 határoz meg, továbbra is érvényben marad.

A globális helymeghatározó rendszer (GPS) az 1980-as bevezetése óta ugrás másodpercek nélkül használ atomi időskálát annak érdekében, hogy ne veszítse el ritmusát. A GPS idő tehát most 18 másodperccel megelőzi az UTC-t (2020 januárjától). Az aktuális különbséget a GPS-jel is továbbítja annak érdekében, hogy az UTC elérhető legyen a második számára a GPS-vevők és a felhasználók számára.

vegyes

A Gergely-naptár eddigi leghosszabb éve az UTC ± 0 és a nyugati időzónákban 1972 volt. Szökőévként egy nappal és két ugrás másodperccel hosszabb volt a szokásosnál. A legrövidebb év 1582 volt, amikor a Gergely-naptár bevezetése kihagyta az október 4. és 15. közötti tíz napot.

A 2012. június 30-i szökő másodperc jelentős problémákat okozott a világ számos szerverén . Különösen bizonyos Linux kernel verziójú számítógépek érintettek. A kernelben található hiba ( bugok ) által egy úgynevezett holtpont következett be . Főleg Java alapú programokat és MySQL adatbázisokat érintettek . A Qantas légitársaság mellett , amelynek körülbelül 50 járatot kellett elhalasztania, sok nagy weboldal érintett, ami már arra késztette a szaklapokat, hogy összehasonlítsák őket a Millennium Bug- tal . A Google cég egy trükkel kijátszotta a problémát, amelyben az NTP szerver időszabályozásának kis időnként növelték az egész napot, amíg ki nem egyenlítették az időeltolódást.

Lásd még

• Időzítés
• Idő korrekció DUT1

irodalom

• Dennis D. McCarthy, William J. Klepczynski: GPS és ugró másodpercek . (PDF; 204 kB) In: GPS World , 10., 11. (1999. november), 50–57.
• RA Nelson et al.: Ugrás a második: története és lehetséges jövője . (PDF; 381 kB) In: Metrologia , 38, 2001, 509-529.

web Linkek

Wikiszótár: ugrás a második  - jelentésmagyarázatok, szóeredet, szinonimák, fordítások

• Az év egy másodperccel hosszabb lesz ( kattintson a NYOMTATÁS INFORMÁCIÓJÁRA 2015. JÚNIUS 15.). 2015. június 15., Physikalisch-Technische Bundesanstalt , hozzáférés: 2015. június 19.
• Ugró másodpercek az ugró másodpercek beszúrásának időpontjaival Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)
• Ugró másodpercek és azok értékelése rádiós órák és NTP segítségével . meinberg.de (rádiós órák, időszerverek stb.)
• Ugró másodpercek (angol)
• Gyorsszolgálat / Jóslás Központ a föld orientációs paramétereihez (angol)
• Grafikus áttekintés és a szökő másodpercek közlése (C közlemény) (angol)
• Az atomi időskála (angol)
• Az UTC eltolásai és lépésbeállításai (angol)
• ITU-R TF.460-6 ajánlás: Normál frekvenciájú és időjel-kibocsátás (PDF) itu.int (angol)

Egyéni bizonyíték

1. ↑ Nadja Podbregar: A föld egyre gyorsabb. In: scinexx.de. 2021. január 8., hozzáférés: 2021. január 10 .  
2. ↑ Christian Speicher: Időváltás: A következő szökő másodperc következik In: Neue Zürcher Zeitung , 2016. december 30.
3. ↑ A Föld gyorsabban forog, mint bármikor az elmúlt fél évszázadban . In: The Telegraph , 2021. január 4. 
4. ↑ Az SI második megvalósítása . A PTB 4.41 munkacsoportja. 2013. augusztus 14., letöltve: 2013. szeptember 16.
5. ↑ TAI - UTC (1972. január 1. - 2021. június 28.) , IERS , 2020. július 7.
6. ↑ C 62-es Értesítő , IERS , 2021. július 5.
7. ↑ http://support.casio.com/en/manual/009/qw5110.pdf
8. ^ Ugrás a második bejelentésre az UTC-ben . Nemzetközi Földforgalmi és Referencia Rendszer Szolgálat (IERS); megtekintve 2018. december 30-án.
9. ↑ Christian Speicher: A második ugrás probléma? Évek óta törekszenek a szökő másodpercek eltörlésére. Most a legmagasabb szinten kell megszavazni. NZZ , 2012. január 11 .; megtekintve 2019. december 4-én.
10. ↑ Kenneth Chang: A döntést egy másodpercre elhalasztják három évre . The New York Times , 2012. január 19 .; Letöltve: 2014. szeptember 5.
11. ↑ Koordinált világidő (UTC) a második ugrás megtartása érdekében . Nemzetközi Telekommunikációs Unió (ITU), 2015. novemberi sajtóközlemény; Letöltve: 2016. április 28.
12. ↑ Ferdinand Thommes: A hétvégi második ugrás sok számítógépet megbénított. A PC Magazin, 2012. július 3., 2012. július 4 .