Komunikaty

Sekunda przestępna

Autor : Główny Urząd Miar
Ostatnio raz na kilka lat do czasu urzędowego na całym świecie jest dodawana dodatkowa sekunda, zwana sekundą przestępną (ang. leap second; występuje tu pełna analogia do nazwy roku przestępnego – ang. leap year) lub sekundą skokową, wydłużająca jedną wybraną minutę do 61 sekund. Taka dodatkowa sekunda wynika z okresowego korygowania różnicy między międzynarodową skalą czasu wyznaczaną przez zegary atomowe a czasem wyznaczanym na podstawie obserwacji astronomicznych.

Wprowadzanie sekundy przestępnej

W Polsce, a także i w wielu innych krajach świata, konieczność wprowadzenia sekundy przestępnej wynika z przynależności do grona państw akceptujących postanowienia Konwencji Metrycznej podpisanej w 1875 roku, na mocy której wprowadzono jednolity międzynarodowy system miar, obejmujący również system pomiaru i odmierzania czasu.
Po pierwsze, w 1967 roku najwyższy organ Konwencji MetrycznejGeneralna Konferencja Miar (CGPM – Conférence Générale des Poids et Mesures) oficjalnie przyjęła atomową definicję sekundy, ponieważ wykazano, że czas odmierzany przez zegary atomowe jest wielokrotnie dokładniejszy i stabilniejszy od czasu uzyskiwanego nawet z bardzo precyzyjnych obserwacji astronomicznych – wykryto liczne, nieprzewidywane przez teorię, nieregularności we wzajemnym ruchu Ziemi, Słońca i Księżyca.
Po drugie, Międzynarodowa Unia Astronomiczna (IAU – International Astronomical Union) przyjęła zasadę dopasowywania czasu atomowego TAI(Temps Atomique International) do czasu UT1 (Universal Time) uzyskiwanego z obserwacji astronomicznych. Uzyskano w ten sposób koordynowany czas atomowy, oznaczony jako UTC (Universal Time Coordinated). Było to bardzo ważne dla tradycyjnej nawigacji morskiej oraz w prowadzeniu dokładnych obserwacji astronomicznych.
Po trzecie, w 1975 roku Generalna Konferencja Miar zaleciła, aby podstawą do wyznaczania czasu lokalnego w poszczególnych krajach był czas atomowy UTC przesunięty zwykle o całkowitą liczbę godzin odpowiadający lokalnej strefie czasowej – gwarancja jednolitości systemów odmierzania czasu.
Po czwarte, zgodnie z decyzją IAU od 1972 roku czas atomowy UTC jest korygowany skokowo o 1 s, aby różnica między czasem UTC a czasem UT1 nie przekroczyła wartości 0,9 s. Korekty dokonuje się na koniec ostatniego dnia grudnia lub ostatniego dnia czerwca w danym roku, a informacja o konieczności i terminie wprowadzenia sekundy przestępnej podawana jest przez IERS z kilkumiesięcznym wyprzedzeniem.
Wprowadzanie sekund przestępnych jest więc wspólnym i uzgodnionym działaniem środowiska międzynarodowego, choć w ostatnich latach podważana jest silnie zasadność utrzymywania takiej koordynacji czasu atomowego z czasem astronomicznym. Jednolitość i powszechność przyjęcia zasady wprowadzania sekund przestępnych pozwala uniknąć nieporozumień i niejednoznaczności w tych wszystkich dziedzinach, w których czas rzeczywisty odgrywa duże znaczenie (np. w kontroli ruchu lotniczego i nawigacji lotniczej, w wojskowości, w koordynacji działań różnych służb, w realizacji połączeń telekomunikacyjnych pomiędzy różnymi operatorami, w podpisie elektronicznym, w realizacji transakcji giełdowych).

Dotychczasowe korekty i sekundy przestępne wprowadzone do skali czasu UTC

Od początku istnienia skali czasu TAI (1 stycznia 1958 r.) do 1972 r. skalę czasu UTC koordynowano do czasu UT1 nieregularnie. Od 1972 r., zgodnie z decyzją IAU, czas atomowy UTC jest korygowany skokowo o 1 s.
Lp.
Data wprowadzenia
Różnica TAI -UTC
wg. czasu UTC
(o godz. 24:00:00)
wg. czasu urzędowego w Polsce
(o godz. 1:00 lub 2:00)
1.
31 grudnia 1960
1 stycznia 1961
1,422818 s
2.
31 lipca 1961
1 sierpnia 1961
1,372818 s
3.
31 grudnia 1961
1 stycznia 1962
1,845858 s
4.
31 października 1963
1 listopada 1963
1,945858 s
5.
31 grudnia 1963
1 stycznia 1964
3,24013 s
6.
31 lipca 1964
1 sierpnia 1964
3,34013 s
7.
31 sierpnia 1964
1 września 1964
3,44013 s
8.
31 grudnia 1964
1 stycznia 1965
3,54013 s
9.
28 lutego 1965
1 marca 1965
3,64013 s
10.
30 czerwca 1965
1 lipca 1965
3,74013 s
11.
31 sierpnia 1965
1 września 1965
3,84013 s
12.
31 grudnia 1965
1 stycznia 1966
4,31317 s
13.
31 stycznia 1968
1 luty 1968
4,21317 s
14.
31 grudnia 1971
1 stycznia 1972
10 s
15.
30 czerwca 1972
1 lipca 1972
11 s
16.
31 grudnia 1972
1 stycznia 1973
12 s
17.
31 grudnia 1973
1 stycznia 1974
13 s
18.
31 grudnia 1974
1 stycznia 1975
14 s
19.
31 grudnia 1975
1 stycznia 1976
15 s
20.
31 grudnia 1976
1 stycznia 1977
16 s
21.
31 grudnia 1977
1 stycznia 1978
17 s
22.
31 grudnia 1978
1 stycznia 1979
18 s
23.
31 grudnia 1979
1 stycznia 1980
19 s
24.
30 czerwca 1981
1 lipca 1981
20 s
25.
30 czerwca 1982
1 lipca 1982
21 s
26.
30 czerwca 1983
1 lipca 1983
22 s
27.
30 czerwca 1985
1 lipca 1985
23 s
28.
31 grudnia 1987
1 stycznia 1988
24 s
29.
31 grudnia 1989
1 stycznia 1990
25 s
30.
31 grudnia 1990
1 stycznia 1991
26 s
31.
30 czerwca 1992
1 lipca 1992
27 s
32.
30 czerwca 1993
1 lipca 1993
28 s
33.
30 czerwca 1994
1 lipca 1994
29 s
34.
31 grudnia 1995
1 stycznia 1996
30 s
35.
30 czerwca 1997
1 lipca 1997
31 s
36.
31 grudnia 1998
1 stycznia 1999
32 s
37.
31 grudnia 2005
1 stycznia 2006
33 s
38.
31 grudnia 2008
1 stycznia 2009
34 s
Łączne korekty od początku istnienia międzynarodowej atomowej skali czasu TAI do chwili obecnej wynoszą już: TAI - UTC = 34 s.

Sposób wprowadzania i oznaczania sekundy przestępnej

Wprowadzenie sekundy przestępnej jest realizowane przez odpowiednią sekwencję sekund. Przy wprowadzaniu ostatniej sekundy przestępnej w 2009 roku wyglądało to następująco:
wg czasu UTC:
wg czasu urzędowego w Polsce
31 grudnia 2008 r. godz. 23:59:59
1 stycznia 2009 r. godz. 00:59:59
godz. 23:59:60
godz. 00:59:60
1 stycznia 2009 r. godz. 00:00:00
godz. 01:00:00
godz. 00:00:01
godz. 01:00:01
UWAGA: zapis godz. 23:59:59 oznacza początek 60-tej sekundy 60-tej minuty 24-tej godziny danego dnia.
W systemach rozpowszechniających czas urzędowy na obszarze Rzeczypospolitej Polskiej wprowadzanie sekundy przestępnej następuje automatycznie i systemy te po wprowadzeniu takiej sekundy przechodzą na pracę w trybie normalnym, przy tym:
a) serwery czasu tempus1.gum.gov.pl i tempus2.gum.gov.pl: w swoim komunikacie NTP podają z wyprzedzeniem informację o wprowadzeniu sekundy przestępnej; a to, czy komputer synchronizujący się będzie potrafił z tej informacji skorzystać, zależy od rodzaju używanego do synchronizacji oprogramowania;
b) system dystrybucji czasu TDS [połączenie modemowe (22) 6548872]: w chwili wprowadzenia sekundy przestępnej wysyła znacznik czasu wprowadzający sekundę przestępną 00:59:60 lub 01:59:60;
c) sygnały akustyczne przesyłane do Polskiego Radia: powinien zostać wyemitowany dodatkowy wydłużony sygnał (5 krótkich i 1 długi oraz dodatkowy 1 długi), którego początek oznacza godzinę 1:00:00 lub 2:00:00.
W zwykłych zegarach, gdzie nie jest możliwe uwzględnienie 61 sekundy, wprowadzenie sekundy przestępnej sprowadza się w praktyce do opóźnienia zegara o 1 s w określonym momencie (ew. później lub wcześniej w zależności od potrzeb użytkownika).

Jednoczesność wprowadzenia sekundy przestępnej

Wprowadzanie sekundy przestępnej następuje jednocześnie na całym świecie w tym samym momencie, uwzględniając różnice w czasie lokalnym wynikające z przyjętych przez państwa stref czasowych. Jest to szczególnie ważne ze względów bezpieczeństwa ruchu lotniczego. Na przykład w chwili wprowadzenia ostatniej sekundy przestępnej 1 stycznia 2009 r. w Polsce była godz. 1:00 (a przykładowo w Wielkiej Brytanii była dokładnie północ czasu lokalnego (Noc Sylwestrowa), w Nowym Jorku i Waszyngtonie – godz. 19:00 wieczorem (jeszcze 31 grudnia 2008 r.), a w Japonii – godz. 9:00 rano (ale już 1 stycznia 2009 r.).

Sekunda przestępna a czas urzędowy w Polsce

Ustawa o czasie urzędowym na obszarze Rzeczypospolitej Polskiej (Dz. U. z 2004 r., Nr 16, poz. 144) definiuje oficjalny czas na podstawie czasu UTC(PL)– polskiej realizacji międzynarodowego czasu UTC, przez dodanie do UTC(PL) jednej lub dwu godzin, dzięki temu otrzymując obowiązujący na obszarze Polski czas środkowoeuropejski lub czas letni środkowoeuropejski. Dodanie do czasu UTC dodatkowej sekundy skutkuje koniecznością wykonania tej samej operacji w stosunku do UTC(PL), a w następstwie ma to odzwierciedlenie w dodaniu 1 s do czasu urzędowego w ustalonym momencie.

Czy możliwa jest „ujemna” sekunda przestępna?

Oczywiście możliwe jest też wprowadzenie „ujemnej” sekundy przestępnej, czyli skrócenie wybranej minuty do 59 sekund. Jednak do tej pory taka sytuacja nie zdarzyła się, gdyż czas astronomiczny stale „się opóźnia” względem czasu atomowego, i dlatego koordynując czas atomowy UTC zwykle dodaje się do niego sekundę „opóźniającą”.

Przyszłość sekundy przestępnej

Wprowadzanie sekundy przestępnej może jednak powodować utrudnienia w pracy różnych systemów. Z tego powodu coraz częściej rozważane jest zastąpienie sekundy przestępnej minutą albo godziną przestępną, co by rozwiązało ten problem na wiele lat, czy właściwie przesunęło go na przyszłe pokolenia. Obecnie prowadzona jest w tym zakresie dyskusja w środowisku międzynarodowym i decyzji możemy spodziewać się w ciągu najbliższych kilku lat.
do góry