Leap Second

O que é o Leap Second ?


Os dias e as noites regulam a maioria das atividades do ser humano, o que significa uma utilização permanente do nascer e ocaso do Sol, ou seja: a rotação da Terra, como referência para usos civis.
Esta referência foi utilizada por muitos anos (até 1956) como padrão básico de tempo, sendo também a mais natural. Com o avanço tecnológico, foi possível observar-se irregularidades na rotação de nosso planeta que embora não afetem as atividades civis, podem afetar as aplicações mais precisas de tempo, uma vez que acumuladas, chegam a décimos de segundo. Baseando-se nas transições atômicas e suas freqüências muito bem definidas associadas às radiações eletromagnéticas emitidas ou absorvidas por átomos ou moléculas, passou-se a utilizar o número de ciclos correspondente à estas freqüências como referência para se definir a unidade de tempo: o segundo (s).
O elemento escolhido foi o Césio133 , cuja radiação característica tem uma freqüência de 9.192.631.770 Hertz (Hz), sendo que a definição do segundo adotada em 1967, na Conferência Geral de Pesos e Medidas (CGPM), baseia-se nesta frequência e vigora até hoje.
Então, independentemente de outras escalas de tempo com outras aplicações, passou-se a utilizar a escala de Tempo Atômico Internacional (TAI), padrão básico de tempo para todas as aplicações em todos os campos científicos.
Como os sinais horários que são transmitidos pelo rádio, satélites e quaisquer outros meios de comunicação são também baseados no tempo atômico com o nome de Tempo Universal Coordenado (UTC) e, por sua vez, as atividades humanas continuam a se referir à rotação do nosso planeta, que é uma fração de segundo mais rápida ou mais lenta, o acúmulo da diferença entre as duas escalas de tempo, o atômico e a rotação da Terra, tornou necessário o estabelecimento de correções sistemáticas, de tal forma que a hora transmitida não se afaste mais de 0,9 s do Tempo Universal.
O Tempo Universal (UT) refere-se diretamente à rotação da terra e a hora transmitida chama-se Tempo Universal Coordenado, proveniente dos relógios atômicos e com correções de um segundo inteiro (Leap Second).
Internacionalmente, o Bureau Internacional des Poids et Mesures (BIPM), em coordenação com o International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS), estabelecem e o IERS define em que época do ano devem ser introduzidas as correções no UTC e que são de 1 (um) segundo inteiro; de tal forma que a diferença máxima entre as duas escalas seja de 0,9 s (nove décimos de segundo), positivos ou negativos.
As correções de um segundo inteiro passaram a ser adotadas a partir de 1972 após o relatório 157 emitido em fevereiro de 1971 pelo Comité Consultatif International de la Radio (CCIR) atual ITU Radiocommunications Sector (ITU-R).
Desde 1972 até agora foram efetuadas correções nos dias 31 de dezembro ou 30 de junho de acordo com a tabela abaixo.
Assim, no período de 1972 até 0 (zero) hora de 1º de janeiro de 2006 (34 anos), já houve um total de 33 segundos acumulados de correção devido à variações na rotação da Terra.
O acúmulo sistemático na diferença entre as duas escalas é expresso matematicamente por:

DUT1= UT1 - UTC
; onde UT1 = Tempo Universal e UTC = Tempo Universal Coordenado

O valor de DUT1 com resolução de um décimo de segundo é divulgado pelo Observatório Nacional, através das transmissões em código ou por transmissões de rádio, circulares, FAX, telefone, email etc.

Porque Ocorrem Variações na Rotação do nosso Planeta ?


Conforme estudos do IERS, os seguintes fatores influenciam na velocidade de rotação de nosso planeta:

- efeitos gravitacionais do Sol, Lua e planetas;
- deslocamentos de massas terrestres em diferentes partes do planeta;

As oscilações observadas podem ser interpretadas em termos de elasticidade da crosta, achatamento do planeta, estrutura e propriedades da região fronteiriça entre a crosta e o núcleo do planeta, constituição do núcleo, deslocamento de águas subterrâneas, movimento dos oceanos e variabilidade das condições atmosféricas.
Várias técnicas de geodesia espacial contribuem para o monitoramento permanente da rotação terrestre pelo IERS. Entre elas podemos citar o VLBI (Very Long Baseline Radio Interferometry), que mede as diferenças do tempo de chegada em locais diferentes de nosso planeta de sinais de radio de microondas originários de fontes externas à nossa Galáxia, e diversas técnicas baseadas em satélites, o GPS (Global Positioning System) que permite determinação de posição com erros de cerca de +/- 1 cm, o SLR (Satellite Laser Ranging) que mede o tempo de ida e volta de pulsos de raio laser emitidos a partir de nosso planeta, com isto obtendo-se resultados com erros de alguns milimetros, e o DORIS (Doppler Orbitography by Radiopositioning Integrated On Satellite), um sistema Doppler de freqüência dupla, resultando em erros da ordem de 1 a 2 cm.
É interessante notar que no período 2000 a 2005 não houve ajuste. Porém, em dezembro de 2004 ocorreu o trágico tsunami (onda gigante gerada por distúrbios sísmicos) que atingiu vários países da Ásia e África. Ao longo do ano 2005 o IERS detectou a necessidade de fazer uma correção e há uma grande probabilidade de que isto tenha sido devido às alterações na crosta terrestre devido a estes distúrbios sísmicos.

Diferenças TAI-UTC depois de 01-01-1972
(após ajuste dos Segundos Intercalados)

Data Segundos
1972-01-01 +10
1972-07-01 +11
1973-01-01 +12
1974-01-01 +13
1975-01-01 +14
1976-01-01 +15
1977-01-01 +16
1978-01-01 +17
1979-01-01 +18
1980-01-01 +19
1981-07-01 +20
1982-07-01 +21
1983-07-01 +22
1985-07-01 +23
1988-01-01 +24
1990-01-01 +25
1991-01-01 +26
1992-07-01 +27
1993-07-01 +28
1994-07-01 +29
1996-01-01 +30
1997-07-01 +31
1999-01-01 +32
2006-01-01 +33
2009-01-01 +34
2012-07-01 +35
2015-07-01 +36



Inserção de Segundo Intercalado (Leap Second)


Em conformidade com a Circular C49 do IERS (International Earth Rotation and Reference Systems Service), será acrescido um Segundo Intercalado positivo na escala de Tempo Universal Coordenado (UTC), no fim do mês de junho de 2015.

A seqüência será:

a) 2015 junho 30 - 23h 59m 59s
b) 2015 junho 30 - 23h 59m 60s
c) 2015 julho 01 - 0h 0m 00s

A diferença entre UTC et TAI é:

de 2012 julho 01, 0h UTC, até 2015 julho 01, 0h UTC: UTC-TAI = -35s
de 2015 julho 01, 0h UTC, até um próximo aviso: UTC-TAI = -36s