Heutzutage wird die offizielle Zeit von Atomuhren gemessen – und Technologien wie das Internet, Ortungssysteme und Mobilfunknetze sind auf die außerordentlich genauen Zeitsignale der Uhren angewiesen.
Diese Atomuhren definieren die Sekunde anhand der Lichtfrequenz, die an einem bestimmten Übergang im atomaren Cäsium beteiligt ist. Die Definition wurde so gewählt, dass 86,400 Atomsekunden sehr genau der Länge eines Tages auf der Erde entsprechen – was der traditionellen Definition der Sekunde entspricht.
Die Übereinstimmung ist jedoch nicht genau. Zwischen 1970 und 2020 war die durchschnittliche Länge eines Tages auf der Erde (die Periode der Erdrotation) etwa 1–2 ms länger als 86,400 s. Das bedeutet, dass sich alle paar Jahre eine sekundenlange Diskrepanz zwischen der durch die Erdrotation gemessenen Zeit und der durch eine Atomuhr gemessenen Zeit aufbaut.
Seit 1972 wird diese Abweichung durch die Einfügung von 27 Schaltsekunden in die koordinierte Weltzeit (UTC) korrigiert.
Komplizierter Prozess
Dieser Korrekturprozess wird durch die Tatsache erschwert, dass verschiedene Faktoren dazu führen, dass die Erdperiode auf verschiedenen Zeitskalen variiert. Schaltsekunden werden also bei Bedarf eingefügt – und nicht nach einem regelmäßigen Zeitplan wie bei Schaltjahren. Beispielsweise wurden zwischen 1972 und 1979 neun Schaltsekunden eingefügt, seit 2016 jedoch keine mehr.
Tatsächlich ist die durchschnittliche Periode der Erde seit etwa 2020 unter 86,400 s gesunken. Mit anderen Worten: Die Erdrotation scheint sich zu beschleunigen. Dies widerspricht dem langfristigen Trend der Verlangsamung der Rotation und hängt wahrscheinlich mit Wechselwirkungen tief im Erdinneren zusammen. Infolgedessen stehen Messtechniker vor der beispiellosen Gefahr „negativer Schaltsekunden“, die für Computersysteme sogar noch störender sein könnten als Schaltsekunden.
Aber jetzt, Duncan Agnew Forscher der Scripps Institution of Oceanography und der University of California in San Diego haben einen neuen Prozess identifiziert, der diesem Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit entgegenwirken könnte – etwas, das die Notwendigkeit negativer Schaltsekunden hinauszögern könnte.
Schreiben in NaturEr zeigt, dass die zunehmende Eisschmelze in Grönland und der Antarktis die Winkelgeschwindigkeit der Erde verringert. Dies liegt daran, dass das Wasser von den Polen in den Ozeanen umverteilt wird und dadurch das Trägheitsmoment unseres Planeten verändert. Da der Drehimpuls erhalten bleibt, führt diese Änderung zu einer Verringerung der Winkelgeschwindigkeit – stellen Sie sich einen sich drehenden Eisläufer vor, der durch Ausstrecken der Arme langsamer wird.
Agnew geht davon aus, dass sich dadurch die Notwendigkeit einer negativen Schaltsekunde um drei Jahre verschieben wird. Eine negative Schaltsekunde könnte im Jahr 2029 erforderlich sein, aber es könnte eine der letzten sein, da die Metrologen dafür gestimmt haben, die Schaltsekundenkorrektur im Jahr 2035 abzuschaffen.
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- Quelle: https://physicsworld.com/a/climate-change-will-affect-how-time-is-corrected-using-negative-leap-seconds/
