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Warum gibt es Schaltsekunden?

Sie dauern nur einen Augenblick und werden meist überhaupt nicht wahrgenommen – aber ohne Schaltsekunden würden unsere Uhren zu schnell ticken.

Letzte Schaltsekunde, Ortszeit Bridgeport: Samstag, 31. Dezember 2016, 18:59:60.
(31. Dezember 2016, 23:59:60 UTC)

Zifferblatt mit Globus

Schaltsekunden stimmen unsere Uhrzeit mit der Erdrotation ab.

©iStockphoto.com/kvkirillov

Nächste Schaltsekunde

Das Datum der nächsten Schaltsekunde wurde noch nicht festgelegt. Sobald der Termin feststeht, wird er hier angezeigt.

Update Januar 2021: Der Internationale Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme (IERS) meldet, dass im Juni 2021 keine Schaltsekunde eingefügt wird.

Der nächstmögliche Termin ist der 31. Dezember 2021. Da sich die Erde zuletzt schneller gedreht hat, gehen wir jedoch nicht davon aus, dass dieses Jahr eine Schaltsekunde eingefügt wird.

Letzte Schaltsekunde

Am 31. Dezember 2016 um 23:59:60 Uhr UTC (1. Januar 2017 um 00:59:60 Uhr MEZ) wurde zuletzt eine Schaltsekunde eingefügt.

Was sind Schaltsekunden?

Die Ortszeiten in Zeitzonen weltweit basieren auf der koordinierten Weltzeit (UTC). Diese wird durch zwei Komponenten bestimmt:

  1. Die Internationale Atomzeit (TAI) – ein sehr genauer Zeitstandard, der mithilfe von über 400 Atomuhren berechnet wird.
  2. Die Universal Time (UT1) – eine Sonnenzeit, die anhand der tatsächlichen Erdrotation bestimmt wird.

Nun dreht sich die Erde nicht immer gleich schnell. Deswegen schwankt auch die tatsächliche Länge jedes Tages um einige Millisekunden.

Im Durchschnitt ist die Erdrotation in den vergangenen Jahrzehnten stetig langsamer geworden – obwohl sie zuletzt wieder Fahrt aufgenommen hat. Derweil bleiben Atomuhren über Jahrmillionen nahezu konstant. Über die Zeit hinkt die UT1 der TAI deswegen immer mehr hinterher.

Um sicherzustellen, dass unsere Uhren die tatsächliche Tageslänge möglichst exakt widerspiegeln – dass also der Unterschied zwischen UT1 und UTC nicht zu groß wird – wird ab und zu eine Sekunde zur UTC hinzugefügt.

Long-exposure shot of a tree and night sky with star tracks caused by the Earth's rotation.

Mit Langzeitbelichtung können Fotografen die Erdrotation anhand des Sternenhimmels sichtbar machen.

©iStockphoto.com/river34

Wie oft gibt es Schaltsekunden?

Schaltsekunden orientieren sich an der Rotationsgeschwindigkeit der Erde. Da diese schwankt, werden auch Schaltsekunden in unregelmäßigen Abständen eingefügt.

Der Internationale Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme (IERS) beaufsichtigt die Erdrotation und vergleicht diese mit der Internationalen Atomzeit. Sobald Vorhersagen ergeben, dass sich die Zeitverschiebung zwischen UTC und UT1 in den kommenden Monaten an 0,9 Sekunden annähert, wird eine Schaltsekunde angeordnet.

Juni oder Dezember

Schaltsekunden werden normalerweise am Ende des letzten Tages im Juni oder Dezember eingefügt. In diesen Fällen tickt die UTC von 23:59:59 auf 23:59:60, bevor sie auf 00:00:00 umspringt. Die letzte Minute des jeweiligen Monats dauert dann 61 statt 60 Sekunden.

Bisher gab es 27 Schaltsekunden

Seit 1972 wurden insgesamt 27 Schaltsekunden eingefügt. Die Erde hat also im Vergleich zur Atomzeit seitdem 27 Sekunden “verloren”.

Da TAI und UTC bereits bei Einführung der Schaltsekunden 10 Sekunden auseinander lagen, beträgt die aktuelle Diskrepanz 37 Sekunden.

Negative Schaltsekunden

Da sich die Erdrotation in der Vergangenheit im Durchschnitt verlangsamt hat, waren alle bisherigen Schaltsekunden positiv. Das bedeutet, dass eine Sekunde addiert wurde – unsere Uhren wurden also sozusagen eine Sekunde lang angehalten.

In der Theorie gibt es jedoch auch negative Schaltsekunden, bei denen eine Sekunde subtrahiert wird und unsere Uhren diese Zeitspanne überspringen.

Angesichts der Beschleunigung der Erdrotation in den vergangenen Monaten könnte es durchaus sein, dass wir demnächst unsere erste negative Schaltsekunde erleben.

Illustration

Atomuhr in Greenwich, England.

©itimeanddate.com/Steffen Thorsen

Zeitunterschiede zwischen UTC, UT1 und TAI

  • TAI – UT1: Die Diskrepanz schwankt täglich, beträgt momentan jedoch etwa 37 Sekunden.
  • TAI – UTC: Der Zeitunterschied zwischen TAI und UTC beträgt immer eine bestimmte Anzahl von ganzen Sekunden, da immer ganze Schaltsekunden eingefügt werden. Momentan beträgt die Abweichung exakt 37 Sekunden.
  • UTC – UT1: Die UTC ist nie mehr als 0,9 Sekunden von der UT1 entfernt. Die tatsächliche Abweichung schwankt täglich.

Warum folgen wir nicht einfach der UT1?

Die Geschwindigkeit der Erdrotation – und damit die UT1 – variiert von Tag zu Tag. Würden wir die tatsächliche Tageslänge als einzigen Ausgangspunkt unserer Zeitmessung nehmen, wäre dadurch zum Beispiel auch die Länge einer Sekunde keine konstante Zeiteinheit mehr. Diese kann mithilfe von Atomuhren (TAI) viel exakter bestimmt werden.

Themen: Zeitmessung, Zeitumstellung, Schaltsekunden