Vi har alla hört talas om ett språngår - den extra dagen till kalendern var fjärde år. Det kan ge oss en längre februari men det är också viktigt att våra kalendrar och säsonger är korrekta. Om extradagen inte läggs till i ett skottår så kommer vintern att börja i juli (och efter över ett sekel) och sommaren börjar runt jul (och vice versa på södra halvklotet) eftersom jorden tar ytterligare sex timmar längre än 365-dagar i ett år för att cirkla solen.

Ett språngår kan vara lite av ett fudge men alternativet skulle vara att ha en fjärdedel i slutet av året vilket givetvis skulle kasta våra dagar och nätter ur synkronisering med varandra (och kan du tänka dig att bara ha sex timmes dag - några av oss kämpar för att få saker gjorda i 24!).

Vi har givetvis alltid mätt tid i förhållande till jordens rörelse - en dag är en hel revolution, ett år ett omlopp av solen. Men eftersom vårt sätt att mäta tiden blev mer och mer exakt blev det snart uppenbart att det fanns mer oegentligheter i jordens rotation än bara de extra sex timmarna om året.

GMT (Greenwich Mean Time) utvecklades eftersom det fanns ett behov av en tidsskala där medel solens position vid middagstid, i genomsnitt under hela året, är över Greenwich Meridian (noll longitud) och sommartid timmar läggs till eller tas bort beroende på vilken tid på året.

Emellertid, i 1955 den första atomur togs i drift efter upptäckten av stabiliteten i cesium-133 atom vilken vibreras med en exakt hastighet (9,192,631,770 en sekund). Imponerad av denna noggrannhet, Den internationella enhetssystemet över Measurement (SI) fann att en andra bör definieras som detta antal svängningar av cesium-133 atom.

Efter SI-sekunden en tidsskala kallad International Atomic Time (TAI - från den franska Temp Atomique International) som var en enkel räkning, i sekunder, för 24-timmarna i vår dag. Omvänt eftersom TAI inte är relaterat till jordens rörelse upptäcktes snart att TAI och atomur var mycket stabilare och pålitligare än själva jorden (i själva verket är en atomur 1,000,000 gånger mer exakt än jordens rotation).

Generellt jorden kontinuerligt avtagande i sin rotation (även om oförklarligt, nu-and-sedan verkar varje det för att påskynda), så TAI är av begränsat värde för dem som vill att deras klockor att vara i takt med jorden (astronomer är i särklass den mest högljudda av dessa).

Så en annan tidsskala utvecklades kallad Coordinated Universal Time (UTC - igen från franska - Temp Universel Coordonne). Detta var baserat på atomtid (TAI), men liten justering görs för att hålla den i takt med GMT (som för tillfället numera vanligen kallas UT1 eller beroende på tidszon UT + 1 UT + 2 UT + 3 etc)

UTC justeras genom införandet av extra sekunder, kallad språng sekunder, som behövs för att hålla den inom en sekund av GMT (eller UT1). Det är möjligt att en sekund måste tas bort i framtiden men det har inte hänt än. UTC är viktigt i modern industri och teknik där datorer synkroniseras till UTC-tid, vanligtvis via en NTP-server (Network Time Protocol) - för att möjliggöra internationella tidskänsliga transaktioner.

Ett andra steg är normalt infört i slutet av december under den sista timmen (även om det ibland har gjorts i juni, mars och september). Beslutet om huruvida ett andra steg krävs krävs av Earth Orientation Center för Internationella jordrotations- och referenssystemstjänsten (IERS), som övervakar jordens rotation och föreslår justeringen ungefär sex månader i förväg.
 
När ett steg andra läggs till blir 61 sekunder i den sista minuten i året. Den välkända "sex pips" radiosignalen får en extra pip och till och med Londons berömda Big Ben hålls tillbaka en sekund innan den bongs (men inte en extra bong som de är avsedda att representera timmarna)

33-språng sekunder har lagts till UTC sedan 1972 (även om de första tio tillkom retroaktivt) men eftersom jordens rotation fortsätter att sakta beräknas det att under de kommande årtiondena eller två språng sekunder måste läggas till varje månad.

Det här inlägget skrevs av Richard N Williams

Richard N Williams är en teknisk författare och en specialist i NTP-server och tid Synkronisering industrin. Richard N Williams på Google+