Vuoden loppuun lisätään karkaussekunti

Maapallon pyörimisen hidastyminen aiheuttaa
karkaussekunnin lissämistarpeen. Kaaviossa on
esitetty hidastumisen aiheuttamat aikajärjestelmän
muutokset.

International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS) on päättänyt lisätä karkaussekunnin tämän vuoden loppuun. Sekunti lisätään UTC ^[1]aikaan (1.1.2017 kello 1.59.59 Suomen aikaa) seuraavasti:

2016 December 31, 23 h 59 m 59 s

2016 December 31, 23 h 59 m 60 s

2017 January 1, 0 h 0 m 0 s

Karkaussekunnin lisäämistarve johtuu maapallon pyörimisen hidastumisesta, joka lisää vuorokauden pituutta nykyisin noin 1,7 ms vuosisadassa. Maapallon pyörimistä hidastaa^[2] vuorovesi-ilmiö ja maapallolla tapahtuvat massojen siirtymiset sekä jotkut meteorologiset ilmiöt. Esimerkiksi talvella lumipeitteen kertyminen napa-alueille nopeuttaa pyörimistä ja vastaavasti keväällä lumien sulaminen ja virtaaminen meriin hidastaa pyörimistä. Lisäksi seismisten ilmiöiden, esimerkiksi maanjäristysten aiheuttamat massojen siirtymiset voivat vaikuttaa maapallon pyörimisnopeuteen.

IERSn havainnot maapallon pyörimisen hidastumisesta päivittäin
ja vuosittain. Yhtenäinen punainen viiva on
kumulatiivinen pyörimisen hidastuma ja punaiset pisteet
osoittavat lisätyt karkaussekunnit. Kuva IERS.

IERS tarkkailee maapallon pyörimistä ja määrittelee sen mukaan karkaussekuntien lisäämis- tai poistamistarpeen.  Karkaussekunti lisätään koordinoituun yleisaikaan, joka pidetään synkronoituna maapallon pyörimiseen sekunnin tarkkuudella. Synkronoinnin avulla esimerkiksi vuorokausi vaihtuu keskiyöllä eikä siirry hiljalleen vuosituhansien aikana iltayöhön. Karkaussekunteja joudutaan lisäämään hieman alle 50 kertaa vuosisadassa.

Mistä sitten tiedetään, että maapallon pyöriminen hidastuu? Siihen tarvitaan tietysti hyvin tarkka kello ja sellainen on ns. atomikello ja sen mittaama aika tunnetaan lyhenteellä TAI (International Atomic Time).  Atomikellot^[3] otettiin käyttöön vuonna 1972. Siitä lähtien karkaussekunteja on lisätty alkuasetuksena 10 sekuntia ja varsinaisia karkaussekunteja on lisätty 26 kertaa.  Lisäys tapahtuu joko kesäkuun tai joulukuun lopussa, edellisen kerran näin tapahtui kesäkuussa 2015 (UTC-aikaa).

Karkaussekuntijärjestelmä on saanut jonkin verran kritiikkiä osakseen. Useita ehdotuksia on tehty järjestelmän korvaamiseksi, mutta mitään järkevää korvaavaa järjestelmää ei kuitenkaan ole keksitty. Jokaisesta korvausehdotuksesta on löydetty sellaisia heikkouksia, että ne on jätetty ns. pöydälle. Heikkoudet liittyvät usein siihen, että karkaussekunnin ja näin ollen muidenkin korjausmenetelmiin liittyy se, että maapallon pyörimisen hidastuminen voidaan todeta vain jälkikäteen tarkkojen havaintojen perusteella, Maan pyörähdysajan muutosta kun ei voi ennakoida mitenkään.

Huomautukset

[1] Koordinoitu yleisaika UTC on aikaviitejärjestelmä johon käytössä oleva ajanmittaus perustuu. Suomen aika on 2 tuntia edellä UTC aikaa ja se perustuu maapallon jakamiseen 24 täyden tuntien aikavyöhykkeeseen. Näiden lisäksi on joitakin puolituntisia aikavyöhykkeitä esimerkiksi Intiassa, jossa paikallisaika on 5,5 tuntia edellä UTC-aikaa. Vastaavia puolituntisia aikavyöhykkeitä on käytössä monissa muissakin valtioissa Aasiassa.

Jotta asia ei olisi näin yksinkertainen, niin esimerkiksi Australiassa noudatetaan aikavyöhykkeitä +8 ¾ h, +9,5 h ja +10 h aikavyöhykkeitä. Eikä Australia ole ainoa, sillä myös Nepalissa on käytössä +5 3/4 h aikavyöhyke.  Ja jotta asia menisi totaalisesti sekaisin Kiribatilla, Samoalla ja Tongalla aikavyöhyke on +13 h, sillä ne sijaitsevat Kansainvälisen päivämäärärajan itäpuolella.

[2] hidastuminen on vain toinen vaihtoehto, sillä pyöriminen voi myös nopeutua jos massojen siirtyminen vien niitä lähemmäksi pyörimisakselia. Näin voi tapahtua suuressa mittakaavassa esimerkiksi jääkausien jäätiköitymisvaiheessa.

[3] Nykyisin yli 400 yli 50 kansallisessa aikalaboratorioissa.