Karkaussekunti

Karkaussekunti (joskus myös hyppysekunti) on koordinoituun yleisaikaan (UTC) ajoittain tehtävä yhden sekunnin suuruinen korjaus, jonka tarkoitus on pitää atomikelloilla mitattu UTC-aika lähellä maapallon pyörimisestä mitattua UT1-aikaa. Koska maapallon pyörimisliike hidastuu, atomikelloilla mitattu aika ja luonnollinen vuorokausi saattaisivat joutua epätahtiin. Tämä estetään karkaussekunneilla. Maapallon pyörimisnopeuden vaihtelut eivät kuitenkaan ole ennustettavissa eikä karkaussekunneista voida siten myöskään päättää etukäteen, joten Ranskassa toimiva International Earth Rotation and Reference Systems Service eli IERS-organisaatio päättää karkaussekunneista joka kerta erikseen. Karkaussekuntien vuoksi tarkat tietokoneohjelmat joutuvat varautumaan siihen, että vuorokauden pituus voi olla 86 399, 86 400 tai 86 401 sekuntia.
Karkaussekunnit voivat olla joko positiivisia, jolloin UTC-aikaa hidastetaan lisäämällä ylimääräinen sekunti (23.59.60 UTC) vuorokauden loppuun, tai negatiivisia, jolloin yksi sekunti jätetään kokonaan pois (kello siirtyy sekunnista 23.59.58 UTC suoraan sekuntiin 0.00.00 UTC). Negatiivisia karkaussekunteja ei tosin ole koskaan käytetty. Toisin kuin karkauspäivää, karkaussekuntia vietetään kaikkialla maailmassa samaan aikaan, eli esimerkiksi Suomessa kello 1.59.60 talvella tai 2.59.60 kesällä.

Sekunnin vanhat määritelmät

Sekunnin määritelmä oli alun perin, että yhteen aurinkovuorokauteen mahtuu 86 400 sekuntia. Määritelmä oli kuitenkin epätäsmällinen, sillä aurinkovuorokauden pituus vaihtelee suurimmillaan noin 52 sekuntia.
Vuonna 1950 sekunti määriteltiin uudestaan tällaisten vaihtelujen välttämiseksi. Uutta määritelmää kutsuttiin keskiaurinkovuorokaudeksi, sillä se kuului niin, että sekunti on 86 400:s osa keskiaurinkovuorokaudesta vuonna 1900.
Määritelmä kuitenkin muutettiin jo kuuden vuoden kuluttua. Uusi efemeridisekunniksi kutsuttu aikamitta oli sata kertaa tarkempi kuin edeltäjänsä. Määritelmä kuului: ”Sekunti on 31 566 925,9747:s osa trooppisesta vuodesta sellaisena kuin se laskennallisesti oli vuonna 1900, tammikuun 0. päivänä kello 12”. (Tammikuun 0. päivä tarkoittaa itse asiassa joulukuun 31. päivää edellisenä vuonna.)

Karkaussekunneista ilmoittaminen

Karkaussekunti voidaan lisätä joko joulukuun tai kesäkuun loppuun. IERS ilmoittaa karkaussekunnin lisäämisestä, tai siitä ettei karkaussekuntia lisätä, kuusi kuukautta etukäteen BULLETIN C -julkaisussaan. Viimeisin karkaussekunti lisättiin 31.12.2016.
Muun muassa radio-ohjattuja kelloja Euroopassa ohjaava DCF77 ja useat NTP-palvelimet lähettävät huomautuksia karkaussekunneista. Suomesta UTC-ajan ylläpitoon osallistuu Otaniemessä toimivan Mittatekniikan keskuksen (MIKES) aika- ja taajuussuureiden kansallinen mittanormaalilaboratorio.

Karkaussekuntien saama kritiikki

Karkaussekunnit ovat saaneet myös kritiikkiä, ja on mahdollista että niistä luovutaan lähitulevaisuudessa. Karkaussekuntien takia on esimerkiksi mahdotonta tehdä tarkkoja aikalaskelmia pitemmälle kuin 6 kuukautta tulevaisuuteen. Karkaussekuntien korvaajiksi on ehdotettu karkaustunteja. Karkaustunti lisättäisiin, kun luonnollisen vuorokauden ja atomiajan ero kasvaa puolta tuntia suuremmaksi. Karkaustunnin kohdalla keskiyön tunnit laskettaisiin 22, 23, 24, 0, 1, 2, jne. Kustannussäästöjä saataisiin jos yleisön käyttöön tarkoitettua kelloa ei säädeltäisi satunnaisin vaan kiintein ennalta sovituin välein. Muutaman kokonaisen karkausminuutin lisäys 400 vuoden välein keskittäisi ongelmat hallittuun ajankohtaan, seuraavan kerran vuoden 2399 loppuun.
ITU päätti tammikuussa 2012 pitämässään kokouksessa, että karkaussekunneista luopumista lykätään. Siitä aiotaan nyt päättää World Radio Conferencen kokouksessa marraskuussa vuonna 2015. Alun perin karkaussekunneista oli tarkoitus luopua vuonna 2013.