דקה מעוברת

סיבות לקביעת דקה מעוברת

דקות מעוברות נחוצות משום שהזמן הבינלאומי נמדד על ידי שעונים אטומיים יציבים, בעוד שכדור הארץ מאט בקצב סיבובו סביב צירו, אם כי בשיעור מזערי של 1.7 מילישניות כל מאה שנים עקב חיכוך גאות. במקור נקבעה השנייה כ-1/86400 של יממת שמש, אך במערכת היחידות הבינלאומית ישנה הגדרה יותר מדויקת ויציבה, שתאמה את ההגדרה הראשונה רק בין השנים 1750 ל-1892. בין השנים 1961 ל-1971 הואטו בהדרגה השעונים האטומים כך שיישארו מסונכרנים עם קצב סיבוב כדור הארץ. משנת 1972 השעונים האטומיים מתואמים לחלוטין עם הגדרת השנייה במערכת היחידות הבינלאומית שנקבעה ב-1967 כמספר קבוע של ויברציות אטומיות.
זמן אוניברסלי מתואם (UTC) נמדד על ידי השעונים האטומיים אבל הוא נשמר בסנכרון לזמן האוניברסלי (UT1 ; ממשיכו של ה-GMT) בעזרת קביעת דקה מעוברת כאשר ההבדל בין הזמנים (UT1-UTC) עולה על תשע עשיריות השנייה. בדרך כלל הוספת השנייה נקבעת בסוף דצמבר או בסוף יוני. כאשר נקבע ה-UTC בשנת 1972 הוא נקבע כך שיפגר אחר הזמן האטומי ב-10 שניות, כשיעור הפער שהצטבר מאז 1958, שנת הקביעה של הזמן האטומי, אז הוא היה מקביל לזמן האוניברסלי.
הפער בו מטפלת הדקה המעוברת אינו הפער בין היממה השמשית הממוצעת ובין היממה כהגדרתה במערכת היחידות הבינלאומית. הדקה המעוברת מטפלת בפער המצטבר בין הזמן האטומי לזמן האסטרונומי עקב ההבדל בין היממות. הדקה המעוברת עדיפה על סנכרון של השעונים האטומיים מכיוון שלמעשה זמן הסיבוב העצמי של כדור הארץ משתנה באופן לא קבוע בשל תנועות מסה פנימיות בלתי-ניתנות לחיזוי, ועל-כן עדיף למדוד את ההפרש בין הזמנים, במקום לחשב אותו.
אם נרצה ערכים ספציפיים לשם הדגמה נניח מקרה בו התחילה מדידת שניות בעזרת שעון אטומי ב-1 בינואר 1970 בשעה 00:00:00 (אז ההבדל בין UTC ו-UT1 היה מזערי ואז התחילה המדידה בשעון יוניקס) לאחר יממה שמשית אחת מונה השניות יראה 86400.002 (בערך, הערך המדויק משתנה מיום ליום), בהנחה שיום נמשך 86400 שניות נגיע למסקנה שהתאריך הוא 2 בינואר ושהשעה היא 00:00:00.002 לאחר עוד 500 יממות שמשיות תהיה השעה 00:00:00 ב-16 במאי 1971 ב-UT1, אך המונה יראה 43,200,001 כלומר 00:00:01 ב-16 במאי 1971. אם, לעומת זאת, הוספה שנייה בסוף דצמבר 1970 אז הזמנים יהיו מתואמים.
מסיבה בלתי ידועה קצב הסיבוב של כדור הארץ עלה באזור שנת 2000 מה שגרם ליממה השמשית להתקצר במילישנייה ובכך להפחית את הצורך בדקות מעוברות.

הליך ההכרזה על דקות מעוברות

השירות הבינלאומי למערכות ייחוס וסיבוב ארצי (IERS) מכריז על דקה מעוברת כאשר ההפרש בין ה-UTC ו-UT1 עולה על 0.6 שניות, כדי למנוע ממנו לעבור את ±0.9 שניות. ההכרזה נעשית ב"עלון C" היוצא אחת לשישה חודשים על ידי ה-IERS.
בניגוד לעיבור השנה, דקה מעוברת מתרחשת במקביל ברחבי העולם. כך לדוגמה, השנייה שהתווספה בסוף דצמבר 2005 הייתה 23:59:60 באזור זמן UTC, אבל באותו זמן באזור הזמן של מרכז אירופה (UTC+1) השעה הייתה 0:59:60 ובאזור הזמן המזרחי של אמריקה (UTC-5) השעון הצביע על 18:59:60.
דקות מעוברות הוכרזו, לאורך רוב זמן קיומן, כל 18 חודשים בערך, אם כי חשוב לזכור שאין זה אומר דבר על קביעת הדקה המעוברת הבאה, שכן בגלל חוסר היכולת לצפות את השינויים בתנועת כדור הארץ לא ניתן לדעת על דקה מעוברת בהתרעה של יותר משישה חודשים. כך יכולות להיות תקופות עם מרווחים קצרים יחסית בין דקות מעוברות, וכאלה עם מרווחים ארוכים. המרווח בין דצמבר 1998 לדצמבר 2005 היה הארוך ביותר מאז ייסוד המנגנון.
הדקה המעוברת האחרונה (נכון לשנת 2017) הייתה הדקה האחרונה ב-31 בדצמבר 2016, לפני שעת חצות על פי ה-UTC, בה נוספה שנייה לשעון. הוספה זו הגדילה את הפער בין מערכת UTC לזמן האטומי הבינלאומי (TAI) ל-37 שניות.

דקה חסרה

למרות שככלל כדור הארץ מאט את קצב סיבובו סביב צירו, הוא יכול, תאורטית, גם להאיץ באופן זמני עד כדי כך שהשעונים האטומיים יפגרו אחרי הזמן האסטרונומי, אם יקרה מקרה שכזה ניתן להכריז על דקה חסרה בת 59 שניות כך שאחרי UTC ‏23:59:58 תבוא השעה UTC ‏00:00:00 של היום הבא.
נכון ל-2015, המנגנון הזה עוד לא נצרך.