Wichtige Zeitskalen

Selbst wenn man jetzt mit der Einheit Sekunde (s) einen einheitlichen Standard für die Messung der Zeit zur Verfügung hat und man mittels Atomuhren in der Lage ist, eine vergleichsweise fein granulierte und zudem historisch bislang maximale Genauigkeit zu realisieren, bleibt das Problem bestehen, wie man diese technisch erzeugbare Zeit mit den physikalischen Abläufen unseres Sonnensystems und der periodischen Naturprozesse auf der Erde synchronisieren kann. In welcher Beziehung muss man den Zählerstand $t_{TAI}$ einer Atomuhr mit dem aktuellen physikalischen Prozess der Erde im Sonnensystem sehen? Letztlich benötigt man eine Koppelung beider Systeme über eine Abbildungsbeziehung. Diese wird dadurch geliefert, dass man die astronomische Zeit mittels UT0 und UT1 (s.u.) benennt und reguliert, und man UT1 dann mit TAI über eine neue koordinierte Zeit UTC verknüpft. Das Schweizerische Bundesamtes für Metrologie und Akkreditierung (METAS)(URL: http://www.metas.ch/metasweb ) gibt einen guten Überblick über die wichtigsten Zeitskalen, die international benutzt werden:

1. UT0: Astronomische Weltzeit. Als Zeiteinheit von UT0 dient die mittlere Dauer eines Sonnentages, wie sie im Observatorium von Greenwich (nullter Längengrad) gemessen wird.
2. UT1: Bestimmt man UT0 an verschiedenen Orten auf der Erde, so stellt man Unterschiede fest, die durch Bewegungen der Erd-Rotationsachse hervorgerufen werden. Wird UT0 um diese Effekte korrigiert, so erhält man UT1.
3. TAI: Internationale Atomzeitskala: TAI basiert auf der atomaren Definition der Sekunde und wird vom Bureau International des Poids et Mesures aus den Daten von ca. 250 Cäsium-Uhren aus ca. 45 über die ganze Welt verteilten Zeitlaboratorien erarbeitet und verteilt.
4. UTC: Koordinierte Universalzeit: Die Zeitskala UTC basiert wie TAI, auf der atomar definierten Sekunde und ist mit der astronomischen Zeitskala UT1 aber über folgende Beziehung verknüpft:

$$UTC = TAI - n \times Sekunde (n ganzzahlig)$$

$$\vert UTC - UT1\vert < 0.9 s$$

Die Zahl $n$ kann positiv, negativ oder null sein. Da die zwei Zeitskalen UTC und UT1 auf ganz verschiedenen Definitionen beruhen, bleibt ihre Differenz nicht konstant. UTC muss daher so gesteuert werden, dass die Bedingung (2) immer erfüllt wird. Um dies zu erreichen, wird von Zeit zu Zeit entweder eine Sekunde eingeschaltet oder weggelassen, d.h. $n$ ändert in Schritten von $±$1. Der International Earth Rotation Service (IERS) überwacht die Evolution von UTC - UT1 und entscheidet, wann UTC um eine Sekunde korrigiert wird.

An folgenden Daten wurde die Differenz zwischen UTC und TAI angepasst. Nimmt $n$ zu, so wurde eine Sekunde eingeschaltet, d.h. die letzte Minute des Vortages war um eine Sekunde länger. Nimmt $n$ ab, so wurde eine Sekunde ausgeschaltet.

Datum	n
1. Jan 1972	+10
1. Juli 1972	+11
1. Jan 1973	+12
1. Jan 1974	+13
1. Juli 1975	+14
1. Jan 1976	+15
1. Jan 1977	+16
1. Juli 1978	+17
1. Jan 1979	+18
1. Jan 1980	+19
1. Juli 1981	+20
1. Juli 1982	+21
1. Juli 1983	+22
1. Juli 1985	+23
1. Jan 1988	+24
1. Jan 1990	+25
1. Jan 1991	+26
1. Juli 1992	+27
1. Juli 1993	+28
1. Jan 1994	+29
1. Jan 1996	+30
1. Juli 1997	+31
1. Jan 1999	+32
1. Jan 2006	+33