torstai 25. maaliskuuta 2010

Mistä oikea aika kelloon ja miten maanjäristys vaikuttaa vuorokauden pituuteen?

Lauantain ja sunnuntain välisenä yönä 28.3.2010 kello 3.00 siirrytään kesäaikaan. Keväästä syksyyn noudatettava erillinen kesäaika otettiin Suomessa käyttöön vuonna 1981.

Suomen normaaliaika on UTC+2 (ns. EET = Eastern European Time), joka on käytännössä sama asia kuin vanha GMT+2. Perinteisestihän aikavyöhykkeiden perustana on ollut GMT-aika (GMT = Greenwich Mean Time) eli Britanniassa sijaitsevan Greenwichin observatorion keskiaurinkoaika. Vuodesta 1972 noudatettu UTC-aika (UTC = Coordinated Universal Time) on kuitenkin tarkempi kuin GMT-aika. UTC-aika perustuu mm. Pariisissa sijaitsevan kansainvälisen aikakeskuksen atomikelloilla mittaamaan kansainväliseen atomiaikaan.

Atomikelloja ei siirrellä lainkaan kesäaikaan, joten vaikka normaaliajassa (talvella) Suomen aikaero viralliseen GMT:hen tai UTC:hen verrattuna on +2 tuntia, kesäaikaan se on +3 tuntia.

Ajan mittauksen perustana oleva sekunti määritetään atomien värähtelyn perusteella. Atomikello käy tasaiseen tahtiin, vaikka maapallon pyöriminen akselinsa ympäri hieman hidastuu. Tuota aikaeroa kurotaan kiinni aika ajoin UTC-aikaan lisättävillä karkaussekunneilla.

Miksi vuorokauden pituus vaihtelee?

Maapallon pyörimisnopeuden hidastumisen seurauksena vuorokausi on nyt 0,007 sekuntia pitempi kuin 4000 vuotta sitten. Noin 1500 miljoonaa vuotta sitten maapallon pyörimisnopeus oli niin suuri, että vuoteen mahtui 800-900 vuorokautta. Syynä hidastumiseen ovat vuorovesien kitka ja kuun siirtyminen kauemmas maapallosta. Vuorovesien kitkan seurauksena vuorokauden pituus kasvaa vuosisadassa 0,0016 sekuntia.

Maapallon pyörähdysnopeus vaihtelee hieman myös sen mukaan, missä kohtaa rataansa maapallo on menossa kierroksellaan auringon ympäri. Tammikuussa vuorokausi on noin millisekunnin verran pitempi kuin kesäkuussa. Muutoksia aiheuttavat myös ilmanpaineet, tuulet, merivirrat ja maanjäristykset. Maapallon pyöriminen hidastuu esimerkiksi silloin, kun päiväntasaajalla on korkeapaine (paljon ilmaa eli ilmapatsaan paino maanpinnan pinta-alayksikköä kohden suuri).

Suuret maanjäristyksetkin voivat muuttaa (nopeuttaa tai hidastaa) maapallon pyörimistä. Chilen maanjäristys 27.2.2010 (magnitudi 8,8) muutti maapallon massa-akselia (tämä on noin 10 metriä eri kohdassa kuin maapallon pohjois-eteläsuuntainen pyörähdysakseli) NASA:n alustavien arvioiden mukaan noin 8 cm, nopeutti maapallon pyörimistä ja lyhensi vuorokautta 1,26 mikrosekuntia eli sekunnin miljoonasosaa. Jos siis tuntuu siltä, ettei aika enää riitä mihinkään, vaan vuorokausi on liian lyhyt, tästä se siis johtuu! ;-)

Vuonna 2004 tsunamin aiheuttanut Sumatran maanjäristys Kaakkois-Aasiassa muutti maapallon massa-akselia noin 7 cm eli vähemmän kuin Chilen järistys, vaikka Sumatran järistys oli suurempi. Ainoa vaikuttava tekijä ei olekaan maanjäristyksen voimakkuus vaan myös sen sijainti maapallolla.

Chilen maanjäristys saattoi muuttaa maapallon massa-akselia minuuteissa yhtä paljon kuin se normaalisti muuttuu vuodessa jääkauden jälkeen yhä jatkuvan maapallon muodon palautumisen seurauksena (jääkaudella jäätiköt painoivat maapalloa tietyistä kohdista, minkä palautuminen näkyy Suomessakin yhä maankohoamisena). Todellisuudessa kuitenkin normaalit tuulet ja vuorovesi vaikuttavat vuorokauden pituuteen enemmän kuin yksittäinen maanjäristys.

Miksi kellot siirretään kesäaikaan?

Monilta ihmisiltä näyttää kokonaan unohtuneen, miksi kelloja siirrellään kesäksi kesäaikaan. Kesäajan englanninkielinen nimi daylight saving time kuvaa asiaa hyvin. Tarkoitus on saada valoisa aika osumaan yhteen ihmisten valveillaolon kanssa. Kun aurinko "nousee" kesällä aikaisin, kelloja siirtämällä saadaan ihmisetkin nousemaan normaaliaikaan verrattuna tuntia aiemmin. Näin illalla riittää valoa tuntia pitempään. Ihmiset eivät siis turhaan nuku valoisaan aikaan ja valvo iltapimeässä, vaan valoisa aika ja ihmisten hereillä oleminen sattuvat paremmin samoihin aikoihin.

Kesäaikaan siirtyminen on erityisen tärkeää Keski- ja Etelä-Euroopassa. Meillä täällä pohjoisessa asialla ei ole niin suurta merkitystä, koska kesällä valoa riittää muutenkin melkein ympäri vuorokauden. Etelämpänä Euroopassa ja samoin esimerkiksi Yhdysvalloissa kesäajan on laskettu säästävän energiaa, koska illalla valot tarvitsee sytyttää vasta tuntia myöhemmin. Tämän on arveltu vähentävän myös liikenneonnettomuuksia, kun liikenne keskittyy paremmin valoisaan aikaan. Toisaalta kevätaamuna aamutokkuraisena (kellojen siirtämisen seurauksena liian aikaisin heräämään joutuneena) rattiin hyppääminen voi lisätä onnettomuuksia.

Kesäaika tuottaa monia ongelmia. Hämärämmät kevätaamut voivat aiheuttaa jopa masentumista ja kellojen siirtäminen sisäisen kellon (biologisen rytmin) "ohjelmointivaikeuksia". Ongelmia siirtymisyönä tulee aina myös junien ja bussien aikatauluille. Raskaan liikenteen ajopiirturitkin pitää muistaa siirtää oikeaan aikaan. Maataloudessa ongelmana voi olla se, ettei esimerkiksi lehmiä ole helppo "ohjelmoida uudelleen" muuttamaan vaikkapa aamulypsyn aikataulua. Eikä tietotekniikassakaan ole helppoa siirrellä kellonaikoja pari kertaa vuodessa. Tietojärjestelmien (esimerkiksi tietokoneohjelmat, ovien sähkölukkojen avautumisajat, murtohälytysjärjestelmien päälläolo jne.) kellot voivatkin olla ympäri vuoden normaaliajassa. Kotonakin siirrettäviä kelloja voi olla erilaisissa laitteissa jopa reilusti yli toistakymmentä. Matkustajan pitää muistaa, etteivät kaikki maat siirry kesäaikaan lainkaan (tai siirtyvät eri aikaan). Kellojen siirtämisen takia myös kesän aamuruuhkat voivat keskittyä entistä enemmän aurinkoiseen aikaan, mikä voi osaltaan pahentaa saasteongelmia.

Jos on vaikeuksia muistaa, mihin suuntaan viisareita siirrellään, on hyvä pitää mielessä tämä muistisääntö: "Viisareita siirretään aina lähintä kesää kohti - kaikkihan me pidämme kesästä!" Siis keväällä kelloa siirretään tunnilla eteenpäin ("yritetään päästä nopeammin kohti tulevaa kesää") ja syksyllä tunnilla taaksepäin ("yritetään palata takaisin kohti juuri päättynyttä ihanaa kesää"). Takaisin normaaliaikaan palataan 31.10.2010.

Mistä sekunnilleen oikea aika kelloon?

Tarkka aika kerrotaan useilla nettisivuilla. Todellisuudessa aika ei kuitenkaan ole täysin tarkka, koska verkkoyhteyden laadusta riippuen signaali voi viipyä matkalla jonkin aikaa. Täysin oikea aika voi siis poiketa noin 0,1 sekunnista useaan sekuntiin verrattuna näiltä nettisivuilta löytyviin aikoihin:

Mittatekniikan keskus

Greenwich Mean Time

Time.is

Aika monta aikamoista aikamietettä

G. Lichtenberg: "Ihmiset, joilla ei ole milloinkaan aikaa, tekevät vähiten."

E. Ionesco: "Joka pyrkii olemaan ajan tasalla, on auttamatta ajastaan jäljessä."

Sananlasku Liettuasta: "Aika muuttaa ohranjyvät kannulliseksi olutta."

A. Alais: "Me puhumme ajan tappamisesta, mutta eikö päinvastoin aika tapa meitä?"

J. Borges: "Vuosituhannet kuluvat, mutta kaikki tapahtuu tässä hetkessä."

Ei kommentteja: