今更ですけど、「うるう秒」って何?【長文デス】

2017.02.14

うるう秒

2017年元旦早々「うるう秒」がありました。どうして不定期でこういったことをしなければいけないのかと思ったことはありませんか?

長文シリーズ久々の今回は、シチズン時計(株)のHPにあった内容を元に、出来る限り分かりやすく?簡単に?説明したいと思います。

まず最初に、「うるう」は「うるう」でも一番身近な「うるう」は“うるう(閏)年”でしょうから、まずその説明を…!
うるう年は4年に1回2月を1日多くするわけですが、なぜ多くするのでしょうか? その理由は、地球の公転周期が1年365日より少し長いからなのです。正確には約365.25日。小数点以下の0.25日(約6時間)を4倍すると1日の長さになるので、4年に1度の「うるう日」で調節するのだそうです。というコトで、「うるう(閏)」というのは、暦の上で1年の日数や月数などが通常より多いことをいいます。

図2CITIZEN HPより

 

 

では、“うるう秒”は何と何を調整しているのでしょうか?

1日は24時間、24時間は1440分、1440分は86400秒。1秒間の長さは太陽や星の動きの観測によって定められていました。しかし、天文観測や、時計の精度が技術の発展に伴い飛躍的な向上を遂げました。その結果、地球の自転周期には1~2ミリ秒程度の誤差が見つかったのです。つまり、地球が自転する時間も変化するため、一周にかかった時間を86400で割った1秒間の長さも変化してしまうということが分かったのです。

長い間、天体の動きを観測することによって時間の長さを決めていた人間は天体運行を観測するために、より精度の高い「1秒の長さ」を決めなければならなくなったのです。

~色んなことを沢山省きますm(__)m~

原子時計の超正確な1秒という単位(時間)を開発した人類ですが、全てそれに従ってしまえばいいというわけにはいかないようです。

原子時計の正確無比さは計測に関してとても役立ちます。しかし、季節や昼夜等のある環境の中、周期的な変化を見せる地球に合わせた時間(世界時)というモノが必要になります。それとは別に、1920年代から使用されてきた天体観測に基づく世界時【UT(Universal Time)】があり、更に、1958年1月1日を起点とした、原子時計に基づく超正確な原子時があります。その両者を取り持つものが必要でした。

そしてそれが、1972年、国際原子時【TAI(フランス語: Temps Atomique International  英語: International Atomic Time )】の成立とともに導入された、新しい協定世界時【UTC ( Coordinated Universal Time= Universal Time, Coordinated)】です。

UT1 TAI UTC関係図CITIZEN HPより

 

協定世界時は、国際原子時に基づく時間で、1秒間の長さは同じですが、お昼に太陽が南中するように1秒単位で補正を加えます。またこの協定世界時は、天体観測によって定められる世界時の一つUT1との差が0.9秒以下になるように決められています。この1秒間単位の補正が、うるう秒なのです。

UT1とUTCの差は地球の自転の速さ次第ということになります。うるう秒の挿入・除去がうるう年と違って定期的でないのにはそこにも原因があります。協定世界時(UTC)は、国際原子時(TAI)と世界時(UT/UT1)との間を取り持っていて、うるう秒は、そのために働いています。

うるう秒は、地球の自転の動きによる実際の昼夜と、原子時の示す昼夜との間を調節しているのです!

 

 

冒頭で「シチズン時計(株)のHPにあった内容を元に、出来る限り分かりやすく?簡単に?説明したいと思います。」と書いたのですが、コピペに近い説明文になってしまいましたm(__)m

ところで最近主流の国産電波時計のうるう秒修正は大丈夫なのでしょうか?

電波を受信して、自動的に時刻を修正する電波時計は、国産時計では普通の機能になってきました。電波時計にはうるう秒に関する設定が必要なものと必要でないものがあります。

電波時計には、地上の送信所からの電波を受信して時刻を修正するものと、GPS衛星からの電波を受信して時刻を修正するものがあります。 地上の送信所からの電波(標準電波)は常にUTCに基づいていますので、うるう秒が生じるときには、うるう秒こみの時刻情報が送信されます。その電波を受信すれば自動的にうるう秒分も修正されるのです。

ところが、GPS衛星からの電波は1980年1月6日のUTCを基準として設定され、国際原子時から19秒遅れの状態を保持したまま時刻情報(GPS時刻)を送信しているので、現在のUTCを知るためには、受信側でうるう秒分の補正をしなければいけません。

・・・というコトは、セイコーのアストロンとシチズンのサテライトウェブは受信側での操作が必要というコトになります。しかし、アストロンは毎年6月1日以降と12月1日以降に、自動で「うるう秒」情報の取得モードになります。一方のサテライトウェブは手動受信か手動操作で修正可能となります。カシオのGPSハイブリッド電波ソーラーは地上電波の受信機能がついているので、地上電波受信可能地域では一切の操作は不要になります。

元旦のうるう秒挿入の時、電波時計を見ていればよかったと今になって後悔しています。

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