Schaltsekunde

Die Erde rotiert minimal langsamer, als bei der Definition der Sekunde zugrunde gelegt wurde; ein tatsächlicher mittlerer Sonnentag dauert daher um Sekundenbruchteile länger als 86.400 Sekunden. Dieser Effekt akkumuliert sich. Von Zeit zu Zeit wird deshalb eine Schaltsekunde in die koordinierte Weltzeit (UTC), eine Atomzeit­skala, eingefügt, um sie mit der auf der Erdrotation basierenden Weltzeit (UT1), die näherungsweise mit der früher verwendeten Greenwicher mittleren Sonnenzeit (GMT) übereinstimmt, möglichst synchron zu halten (der Betrag der Differenz DUT1 = UT1 − UTC soll kleiner als 0,9 s sein).

In gewisser Weise sind Schaltsekunden mit Schalttagen vergleichbar:

• Schalttag: Da die Erde für die Umrundung der Sonne etwas länger als genau 365 Tage braucht, bis sie wieder an der gleichen Stelle ihrer Bahn – etwa am Frühlingspunkt – angelangt ist (die mittlere Bahngeschwindigkeit der Erde ist „zu langsam“), wird ein Schalttag eingefügt, bevor die Abweichung des Kalenders von der tatsächlichen astronomischen Situation einen ganzen Tag überschreitet.
• Schaltsekunde: Da die Erde bei ihrer Drehung um sich selbst im Mittel etwas länger als genau 24 Stunden, also 86.400 Sekunden, braucht, bis die Sonne auf ihrer scheinbaren Bahn wieder ihren Höchststand erreicht (die mittlere Eigenrotation der Erde ist „zu langsam“), wird eine Schaltsekunde eingefügt, bevor die Abweichung der koordinierten Weltzeit (die auf der physikalischen Definition der Sekunde beruht) vom mittleren Sonnentag (der auf der astronomischen Definition der Sekunde beruht) eine ganze Sekunde überschreitet.

Da die Rotationsgeschwindigkeit der Erde nichtperiodische Unregelmäßigkeiten aufweist, die nicht vorausberechenbar sind, erfolgt die Einfügung von Schaltsekunden bei Bedarf und nicht nach einem festen Muster. In den 1980er und 1990er Jahren geschah dies im Mittel etwa alle 18 Monate, im 21. Jahrhundert nahm die Häufigkeit ab.

Schaltsekunden werden vom Internationalen Dienst für Erdrotation und Referenzsysteme festgelegt. Zuständig für die gesetzliche Zeit eines jeweiligen Landes ist jedoch meist eine jeweilige staatliche Einrichtung.

Die Erde drehte sich im Jahr 2020 schneller als jemals in den letzten 50 Jahren, sogar – nach jahrzehntelanger stetiger „Verspätung“ – erstmals wieder schneller als mit der der Definition der Sekunde zugrunde liegenden Rotationsgeschwindigkeit, und holte dadurch etwa eine Zehntelsekunde auf. In der Folge wurden eine erstmalige negative Schaltsekunde und andere mögliche Korrekturen der Zeitmessung diskutiert.