Der längste Tag 2015

Heute, am 30. Juni 2015, ist der längste Tag des Jahres. Pünktlich um 23:59:59 springt die Uhr nicht auf 00:00:00 Uhr, sondern auf 23:59:60 Uhr um – wir bekommen eine Schaltsekunde. Doch warum macht man das eigentlich?

Als Geodät möchte ich den Sachverhalt kurz erklären. Zunächst ist die Schaltsekunde eine Maßnahme um die Abweichung zweier Zeitskalen zu kompensieren. Bei den beiden Zeitskalen handelt es sich zum einen um die Koordinierte Weltzeit (UTC – „Universal Time Coordinated“) und zum anderen um die mittlere Sonnenzeit (UT1 – „Universal Time 1“).
Wozu braucht es die zwei unterschiedlichen Zeitskalen? Die UT1 ist die Länge eines Sonnentages, also die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Mittagen verstreicht – die Periode ist auch als Erdrotation bekannt; in ihr ist ein Tag 86.400 Sekunden lang. Eine Sekunde dauert demnach in UT1 1/86.400. Die UT1 ist eine dem Tag-Nacht-Rythmus angepasste Zeitskala.
Die UTC hingegen ist durch ein Ensemble an Atomuhren realisiert. Diese Uhren definieren die Sekunde als Vielfaches der Zustandsänderung einer Cäsium-Quelle. Gerade in wissenschaftlichen Disziplinen und bei sicherheitskritischen Anwendungen ist diese streng fortlaufende Zeitskala unerlässlich.

Die Zeit läuft. Foto: Alexander Junghans / jugendfotos.de (CC-by-nc-Lizenz)
Die Zeit läuft. Foto: Alexander Junghans / jugendfotos.de (CC-by-nc-Lizenz)

Nun ist die Erdrotation äußeren Einflüssen unterworfen, die eine Abbremsung der Drehung unseres Planeten um seine eigene Achse bewirken. Diese Einflüsse wirken unregelmäßig, weshalb es zu Schwankungen der Tageslänge eines Sonnentages kommt.
Wenn sich nun die Tageslänge in UT1 ändert, weicht die UTC logischerweise immer weiter von UT1 ab – in der Folge würden die heute gewohnten Uhrzeiten, die alle in UTC gegeben sind, irgendwann nicht mehr zu den vorherrschenden Tages- und Nachtzeiten passen. Genau diesen Effekt versucht man mittels Schaltsekunden abzuschwächen.
Für die Einführung von Schaltsekunden ist der Internationale Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme (IERS) zuständig. Die WissenschaftlerInnen des IERS überwachen die Erdrotation ununterbrochen und sobald sie eine Abweichung zwischen UT1 und UTC erwarten, die größer als 0,9 Sekunden ist, geben sie die Einführung einer Schaltsekunde bekannt. Dies geschieht entweder zum 30. Juni oder zum 31. Dezember eines Jahres.
In der Vergangenheit gab es auch den Fall, dass an beiden Stichtagen eine Schaltsekunde eingeführt wurde: Im Jahre 1972 war das Jahr sogar einen Tag und zwei Sekunden länger als sonst – es war zusätzlich ein Schaltjahr.

Bei der Einführung von Schaltsekunden kommt es immer wieder zu technischen Problemen, da manche Systeme mit der zusätzlichen Sekunde aus dem Takt geraten. Ein aktuelles Beispiel ist aus dem Satellitenpositionierungsdienst SAPOS zu nennen, bei dem es heute zu Ausfällen kam, die vermutlich mit der Schaltsekunde zusammenhängen.
Im Jahr 2012 kam es bei zahlreichen größeren Websites und bei der Fluglinie Quantas zu Problemen: So musste die australische Airline 50 Flüge verschieben.
Aufgrund solcher Fälle wird in wissenschaftlichen Kreisen diskutiert, ob künftig Schaltsekunden weiter beibehalten werden oder ob man nicht solange wartet, bis eine Schaltstunde fällig wäre.

Das folgende Video der NASA (englische Sprache) zeigt, wie Geodäten heutzutage die Erdrotation messen:

In diesem Sinne: Nutzt die Sekunde sinnvoll! 😉

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Nicolas Keckl

Dipl.-Ing. (TUM) Nicolas Keckl ist Gründungsmitglied von neumagg.net. Er arbeitet hauptberuflich als Vermessungsingenieur in einem Freisinger Büro. Sein Studium vertiefte er im Bereich Erdmessung und Satellitengeodäsie.