Keväällä oli ACM:n (Association for Computing Machinery - "Laskentalaiteseura") lehdessä artikkeli siitä, miten karkaussekunnit vaikuttavat tietojärjestelmien toimintaan.
Tässä ei kuitenkaan ole kyse kesäajasta.
Mitä ovat karkaussekunnit?
Karkaussekunnit otettiin käyttöön 1972, kun maailman aikarefrenssiä alettiin ylläpitää atomikelloin ja todettiin että maapallo ei pyörikään samaa tahtia kuin mitä atomikelloilla ylläpidetty sekunti sanoisi. Maapallo muuttelee pyörimisnopeuttaan välillä hidastuen, välillä kiihtyen. Tätä maapallon todellisen pyörimisnopeuden ja atomikellojen ajan välistä eroa päätettiin hallita karkaussekunnilla, jolloin vuodessa voi olla kesäkuun tai joulukuun viimeisen päivän viimeisenä minuuttina jokin seuraavista sekuntimääristä: 59, 60, 61.
Maapallon pyörimisnopeuden vaihtelussa on kyse pyörimismomentin säilymisestä massajakauman muuttuessa. Tämä on sama ilmiö, kuin piruettia pyörivä taitoluistelija jonka nopeus vaihtelee riippuen käsien asennosta lähellä tai kaukana vartalosta.
Kun pohjoisen pallonpuoliskon talven aikana pohjoisille leveysasteille (Siperiaan, Kanadaan, Fennosskandiaan) kertyy lumipeite, se massa siirtyy pohjoisilta meriltä hiukan etäämmäs pyörimisakselista ja siksi sen pyörimismomentti on alempi, kuin samalla leveysasteella haihtunut vesi ja satanut lumi. Keväällä lumien sulaessa vesi virtaa etupäässä pohjoiseen - lähemmäs pyörimisakselia. Tätä tasapainottaa päiväntasaajan suunnalta pohjoiseen talvella siirtyvä vesimassa (sekä merissä, että sateina), joka siis siirtää pyörimismomenttia lähemmäs pyörimisakselia. Muitakin massajakaumaa muuttavia mekanismeja on, alkaen tekojärvistä.
Tähän mennessä tätä siirtymää on 40 vuoden aikana ollut +12 sekuntia. Jos tahti jatkuu, siirtymä saavuttaa 1800 sekuntia (30 minuuttia) noin 6000 vuoden päästä, jolloin mahdollinen aikavyöhykkeiden vaihto tulisi ajankohtaiseksi. Tämä on laadultaan heikko ennuste, koska mittaustietoa on vain noin 50 vuoden ajalta ja ennusteen pitäisi kattaa yli 100 kertaisen ajanjakson, eikä kaikkia vaikuttavia parametreja tiedetä.
Jos katsotaan auringon ja kuun vuorovesivoimien vaikutusta maapallon pyörimisnopeuteen, arvioidaan että vuorokausi kesti miljardi vuotta sitten noin 6 nykyistä tuntiamme, eli pyörimisnopeutemme on hidastunut noin 65 sekuntia per miljoona vuotta (oletetaan tasaisen nopeuden hidastuminen). Vuoden pituus on muuttunut noin 24 sekuntia per vuosituhat. Aikaeroa siitä syntyy kuitenkin vain 12 000 sekuntia (3h20m) per vuosituhat.
Vuorovesivoimien vaikutus (etenkin kuun osalta) on kuitenkin jatkuvasti pienentynyt, joten hidastuminen ei ole enää näin nopeaa. Nykyinen hidastuminen vastaisi noin 300 sekunnin (5 minuuttia) aikamuutosta per vuosituhat.
Aikakäsitteet systeemeissä:
Tietokoneiden aika alkoi 1970 luvulla ja erilaiset laitteet ylläpitävät aikakäsitystään vaihtelevalla menestyksellä. Arkikäytössä riittää yleensä seinäkellon "kello on 15:45" tarkkuus, mutta lentoliikenteen turvallisuuslaitteissa alkaa nykyisin olla osia jotka eivät siedä missään tilanteessa sekunnin aikajakson käyttäytyvän mitenkään poikkeavasti - erityisesti kaikkien systeemien pitää olla samaa mieltä, missä lentokoneen tuleva paikka on ja paikka määritellään aikaleimalla + suunnalla + paikkatiedolla. Paikkaennuste heittää 200-300 metriä per jokainen aikavirheen sekunti, joka voi erottaa ohituksen ja törmäyksen toisistaan.
Kuten artikkeli kertoo, karkaussekunnit tuntuvat aiheuttavan paljon enemmän ongelmia, kuin kahdesti vuodessa muutettavat kesä-/normaaliaika vaihdot. Mahdollisesti siksi, että karkaussekunteja on kovin harvoin ja tietojärjestelmien eliniät eivät välttämättä sisällä kuin yhden, jonka aikana tapahtuu tämä säätö. Tietojärjestelmien ohjelmistojen laadunhallinnalle on paljon vaikeampaa käsitellä asiaa joka tapahtuu harvoin ja silloinkin vaihtelevilla tavoilla, kuin asiaa joka tapahtuu kahdesti vuodessa.
Siksi ITU-R:ssä onkin ehdotus, että on aika luopua karkaussekunneista ja antaa aurinkoajan vaeltaa suhteessa atomikelloaikaan. Jossain vaiheessa tulee olemaan tarve vaihtaa aikavyöhykkeitä maapallolla, mutta niiden siirtely kerralla tulee olemaan helpompaa, kuin karkaussekuntien lisäys/poisto. Heilutellaanhan nytkin aikavyöhykkeitä ja kesäaikoja poliittisin päätöksin, olivatpa ne kuinka hyviä tai huonoja perusteiltaan.
Tässä ei kuitenkaan ole kyse kesäajasta.
Mitä ovat karkaussekunnit?
Karkaussekunnit otettiin käyttöön 1972, kun maailman aikarefrenssiä alettiin ylläpitää atomikelloin ja todettiin että maapallo ei pyörikään samaa tahtia kuin mitä atomikelloilla ylläpidetty sekunti sanoisi. Maapallo muuttelee pyörimisnopeuttaan välillä hidastuen, välillä kiihtyen. Tätä maapallon todellisen pyörimisnopeuden ja atomikellojen ajan välistä eroa päätettiin hallita karkaussekunnilla, jolloin vuodessa voi olla kesäkuun tai joulukuun viimeisen päivän viimeisenä minuuttina jokin seuraavista sekuntimääristä: 59, 60, 61.
Maapallon pyörimisnopeuden vaihtelussa on kyse pyörimismomentin säilymisestä massajakauman muuttuessa. Tämä on sama ilmiö, kuin piruettia pyörivä taitoluistelija jonka nopeus vaihtelee riippuen käsien asennosta lähellä tai kaukana vartalosta.
Kun pohjoisen pallonpuoliskon talven aikana pohjoisille leveysasteille (Siperiaan, Kanadaan, Fennosskandiaan) kertyy lumipeite, se massa siirtyy pohjoisilta meriltä hiukan etäämmäs pyörimisakselista ja siksi sen pyörimismomentti on alempi, kuin samalla leveysasteella haihtunut vesi ja satanut lumi. Keväällä lumien sulaessa vesi virtaa etupäässä pohjoiseen - lähemmäs pyörimisakselia. Tätä tasapainottaa päiväntasaajan suunnalta pohjoiseen talvella siirtyvä vesimassa (sekä merissä, että sateina), joka siis siirtää pyörimismomenttia lähemmäs pyörimisakselia. Muitakin massajakaumaa muuttavia mekanismeja on, alkaen tekojärvistä.
Tähän mennessä tätä siirtymää on 40 vuoden aikana ollut +12 sekuntia. Jos tahti jatkuu, siirtymä saavuttaa 1800 sekuntia (30 minuuttia) noin 6000 vuoden päästä, jolloin mahdollinen aikavyöhykkeiden vaihto tulisi ajankohtaiseksi. Tämä on laadultaan heikko ennuste, koska mittaustietoa on vain noin 50 vuoden ajalta ja ennusteen pitäisi kattaa yli 100 kertaisen ajanjakson, eikä kaikkia vaikuttavia parametreja tiedetä.
Jos katsotaan auringon ja kuun vuorovesivoimien vaikutusta maapallon pyörimisnopeuteen, arvioidaan että vuorokausi kesti miljardi vuotta sitten noin 6 nykyistä tuntiamme, eli pyörimisnopeutemme on hidastunut noin 65 sekuntia per miljoona vuotta (oletetaan tasaisen nopeuden hidastuminen). Vuoden pituus on muuttunut noin 24 sekuntia per vuosituhat. Aikaeroa siitä syntyy kuitenkin vain 12 000 sekuntia (3h20m) per vuosituhat.
Vuorovesivoimien vaikutus (etenkin kuun osalta) on kuitenkin jatkuvasti pienentynyt, joten hidastuminen ei ole enää näin nopeaa. Nykyinen hidastuminen vastaisi noin 300 sekunnin (5 minuuttia) aikamuutosta per vuosituhat.
Aikakäsitteet systeemeissä:
Tietokoneiden aika alkoi 1970 luvulla ja erilaiset laitteet ylläpitävät aikakäsitystään vaihtelevalla menestyksellä. Arkikäytössä riittää yleensä seinäkellon "kello on 15:45" tarkkuus, mutta lentoliikenteen turvallisuuslaitteissa alkaa nykyisin olla osia jotka eivät siedä missään tilanteessa sekunnin aikajakson käyttäytyvän mitenkään poikkeavasti - erityisesti kaikkien systeemien pitää olla samaa mieltä, missä lentokoneen tuleva paikka on ja paikka määritellään aikaleimalla + suunnalla + paikkatiedolla. Paikkaennuste heittää 200-300 metriä per jokainen aikavirheen sekunti, joka voi erottaa ohituksen ja törmäyksen toisistaan.
Kuten artikkeli kertoo, karkaussekunnit tuntuvat aiheuttavan paljon enemmän ongelmia, kuin kahdesti vuodessa muutettavat kesä-/normaaliaika vaihdot. Mahdollisesti siksi, että karkaussekunteja on kovin harvoin ja tietojärjestelmien eliniät eivät välttämättä sisällä kuin yhden, jonka aikana tapahtuu tämä säätö. Tietojärjestelmien ohjelmistojen laadunhallinnalle on paljon vaikeampaa käsitellä asiaa joka tapahtuu harvoin ja silloinkin vaihtelevilla tavoilla, kuin asiaa joka tapahtuu kahdesti vuodessa.
Siksi ITU-R:ssä onkin ehdotus, että on aika luopua karkaussekunneista ja antaa aurinkoajan vaeltaa suhteessa atomikelloaikaan. Jossain vaiheessa tulee olemaan tarve vaihtaa aikavyöhykkeitä maapallolla, mutta niiden siirtely kerralla tulee olemaan helpompaa, kuin karkaussekuntien lisäys/poisto. Heilutellaanhan nytkin aikavyöhykkeitä ja kesäaikoja poliittisin päätöksin, olivatpa ne kuinka hyviä tai huonoja perusteiltaan.
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti