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Segundo intercalar

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Segundo intercalar
Segundo intercalar
O relógio do time.gov mostra 23h59min60s em 31 de dezembro de 2016.
Escala ajustada Tempo Universal Coordenado, UTC
Duração do ajuste 1 segundo
Introdução 1972
Última inserção 31 de dezembro de 2016
Total de inserções 27, até outubro de 2026
Encerramento previsto 20 de maio de 2027

Um segundo intercalar, também chamado de segundo adicional ou segundo bissexto, é um ajuste de um segundo no Tempo Universal Coordenado, UTC, para mantê-lo próximo do tempo determinado pela rotação da Terra. Os relógios atômicos medem intervalos regulares, mas a duração do dia solar varia. O ajuste permite acompanhar essa diferença sem alterar a duração do segundo. Quando é positivo, acrescenta um segundo ao último minuto do dia, que passa a ter 61 segundos. Um ajuste negativo retiraria um segundo, mas nenhum foi aplicado até outubro de 2026.[1][2][3]

O UTC é a referência do tempo civil na maior parte dos países e acompanha o ritmo do Tempo Atômico Internacional, TAI. Desde 1972, recebeu 27 segundos intercalares, todos positivos. O último foi acrescentado em 31 de dezembro de 2016. Com os dez segundos de diferença que já existiam quando o sistema começou, o UTC ficou 37 segundos atrás do TAI.[4][3]

O Serviço Internacional de Sistemas de Referência e Rotação da Terra, IERS, acompanha a rotação do planeta e anuncia os ajustes, geralmente com cerca de seis meses de antecedência. O sistema mantém a diferença entre o UTC e o UT1, uma escala baseada na rotação terrestre, dentro de 0,9 segundo. Os intervalos entre ajustes são irregulares, pois dependem de mudanças na Terra que não podem ser previstas com precisão por longos períodos.[5][6]

Os segundos intercalares exigem cuidados em sistemas de computação, telecomunicações e navegação por satélite, que nem sempre tratam o ajuste da mesma forma. Em 15 de outubro de 2026, a Conferência Geral de Pesos e Medidas aprovou o fim desses ajustes a partir de 20 de maio de 2027, quando o limite permitido entre o UTC e o UT1 passará a ser de uma hora.[7][8]

História

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Diferença entre UT1 e UTC. Os saltos verticais correspondem à inserção de segundos intercalares

Do dia solar ao segundo atômico

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Por volta do ano 140, o astrônomo Ptolemeu, de Alexandria, dividiu o dia solar médio e o dia solar verdadeiro em frações sexagesimais, chegando a pelo menos seis subdivisões sucessivas. Também empregou frações das horas equinociais, de duração constante, e das horas sazonais, cuja duração mudava ao longo do ano. Essas unidades ainda não correspondiam ao segundo moderno.[9]

Em torno do ano 1000, estudiosos muçulmanos, entre eles Albiruni, dividiam o dia solar médio em 24 horas equinociais e cada hora em minutos, segundos, terços, quartos e quintos, sempre em grupos de sessenta. Nessa divisão, o segundo corresponde a 1/60 de 1/60 de 1/24 do dia, ou 1/86.400 do dia solar médio.[10] Em 1875, o segundo já integrava a proposta das unidades básicas do sistema centímetro-grama-segundo.[11]

As medições de Simon Newcomb e de outros astrônomos mostraram que o período de rotação da Terra variava de forma irregular.[12] A União Astronômica Internacional definiu o segundo, em 1952, como uma fração do ano sideral. Em 1955, adotou o ano trópico como referência e definiu o segundo como 1/31.556.925,975 do ano trópico médio de 1900. O Comitê Internacional de Pesos e Medidas adotou, em 1956, o valor mais preciso de 1/31.556.925,9747. Essa definição entrou no Sistema Internacional de Unidades com a decisão da Conferência Geral de Pesos e Medidas de 1960.[13]

Em 1967, a definição passou a usar uma propriedade dos átomos. O segundo tornou-se a duração de 9.192.631.770 períodos da radiação correspondente à transição entre os dois níveis hiperfinos do estado fundamental do átomo de césio-133.[2] Comparações posteriores com o segundo de tempo de efemérides lunar encontraram concordância ao nível de uma parte em 1010.[14] Sua duração também era próxima de 1/86.400 do dia solar médio por volta de 1820, época central aproximada das observações de 1750 a 1892 usadas por Newcomb na elaboração de suas tabelas solares.[15][16]

Estimativas clássicas do aumento da duração do dia solar médio ficaram entre 1,4 e 1,7 milissegundo por século, dependendo do intervalo usado no cálculo.[17][16][18] Em 1961, o dia solar médio já durava aproximadamente um ou dois milissegundos a mais que 86.400 segundos do Sistema Internacional.[15] Uma escala que muda de data a cada 86.400 segundos atômicos, como o TAI, acumula assim uma diferença em relação às escalas que acompanham o dia solar, como o Tempo Universal.

Ajustes do UTC

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O UTC foi instituído em 1960 com relógios atômicos, mas precisava acompanhar o Tempo Universal, que era a referência dos serviços de transmissão da hora. Entre 1960 e 1971, o Bureau Internacional da Hora, BIH, ajustou sua frequência em relação ao tempo atômico para mantê-lo próximo do UT2, uma versão do Tempo Universal corrigida das variações sazonais. A duração variável recebeu o apelido de "segundo de borracha".[19] Os desvios de frequência usados nesse período foram os seguintes.[20]

Desvios de frequência do UTC em relação ao tempo atômico
Período Desvio relativo
1960 a 1961−150 partes em 1010
1962 a 1963−130 partes em 1010
1964 a 1965−150 partes em 1010
1966 a 1971−300 partes em 1010

Além das mudanças de frequência, eram feitos ajustes ocasionais de 0,1 segundo, ou de 0,05 segundo antes de 1963. Esse UTC era transmitido por estações como MSF, WWV e CHU. Em 1966, o Comitê Consultivo Internacional de Radiocomunicações, CCIR, aprovou o uso provisório do "tempo atômico em degraus", SAT. Essa escala não alterava a frequência, mas empregava ajustes mais frequentes de 0,2 segundo para permanecer a menos de 0,1 segundo do UT2.[21] A estação WWVB estava entre as que transmitiam o SAT.[20]

O sistema de segundos intercalares[nota 1] entrou em vigor em 1972 para que o segundo do UTC tivesse exatamente a duração do segundo do Sistema Internacional, enquanto a hora e a mudança de data continuavam próximas do UT1.[2] A origem do TAI foi escolhida para concordar aproximadamente com o UT2 em 1 de janeiro de 1958.[23] No início de 1972, o TAI já estava dez segundos à frente do UTC.[24] Desde então, a diferença entre as escalas corresponde a esses dez segundos somados aos segundos intercalares aplicados. Com as 27 inserções feitas até 2016, a diferença chegou a 10 + 27 = 37 segundos. A decisão de encerrar os ajustes em maio de 2027 prevê manter o UTC contínuo por vários séculos.[3][8]

Rotação da Terra e necessidade do ajuste

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Variação da duração do dia em relação aos 86.400 segundos do Sistema Internacional. Os dias mais curtos correspondem a uma rotação mais rápida da Terra

A rotação da Terra muda em resposta a processos climáticos e geológicos, o que impede prever com muita antecedência quando será necessário um ajuste.[5] As observações de eclipses desde 700 a.C., as observações telescópicas de ocultações entre 1623 e 1967 e as medições com relógios atômicos a partir de então permitem comparar a duração do dia ao longo dos séculos. Um modelo de F. R. Stephenson e L. V. Morrison encontrou um aumento médio de 1,70 milissegundo por século, com incerteza de 0,05 milissegundo, sobreposto a uma oscilação de aproximadamente quatro milissegundos e período de cerca de 1.500 anos.[18] Para um intervalo de cerca de mil anos, a estimativa do alongamento médio do dia era de aproximadamente 1,4 milissegundo por século.[25][16] Uma análise ampliada das observações entre 720 a.C. e 2015 obteve 1,78 ± 0,03 milissegundo por século. A oscilação de cerca de 1.500 anos era uma aproximação dos dados e podia resultar de processos irregulares, sem constituir um ciclo estável.[26] A atualização das observações históricas publicada em 2021 levou a uma estimativa de 1,72 ± 0,03 milissegundo por século para os últimos três milênios.[27]

O atrito das marés é a principal causa da desaceleração da rotação terrestre e, isoladamente, alongaria o dia em cerca de 2,3 milissegundos por século.[18] Movimentos da crosta e do núcleo terrestre, mudanças na convecção mantélica e outros processos redistribuem a massa do planeta e alteram seu momento de inércia. Pela conservação do momento angular, trocas entre o núcleo e o manto e entre a Terra sólida, a atmosfera e os oceanos também mudam a rotação.[26][28] Algumas encurtam o dia e compensam parte do efeito das marés. Estimativas anteriores atribuíam ao ajuste pós-glacial um encurtamento do dia de cerca de 0,6 milissegundo por século.[18][16] Um cálculo independente posterior obteve 0,80 ± 0,10 milissegundo por século.[27] Para o terremoto do oceano Índico de 2004, uma estimativa da NASA calculou uma redução de 2,68 microssegundos.[29][30]

Os segundos intercalares corrigem a diferença acumulada entre o tempo atômico e o tempo medido pela rotação, mesmo quando a Terra passa a girar um pouco mais depressa.[31] Em 1972, o dia durava em média cerca de 86.400,003 segundos. Em 2016, essa média estava próxima de 86.400,001 segundos. A rotação havia acelerado no conjunto desse intervalo, mas os dias continuavam mais longos que os 86.400 segundos atômicos. A pequena diferença diária ainda se acumulava, exigindo ajustes positivos.[32][33]

Se um dia durasse sempre 0,002 segundo a mais que os 86.400 segundos atômicos, a diferença acumulada chegaria a um segundo depois de quinhentos dias. O alongamento do próprio dia ao longo dos séculos faz esse acúmulo crescer mais depressa. Em um modelo ideal com aumento constante de 1,7 milissegundo por século, a diferença acumulada segue aproximadamente uma parábola, com coeficiente de cerca de 31 segundos por século ao quadrado. As variações da rotação impedem usar essa aproximação como um calendário de inserções.[25]

Na contagem divulgada para 2020, os 28 dias mais curtos desde 1960 ocorreram naquele ano, todos com menos de 86.399,999 segundos.[34] A aceleração reabriu a discussão sobre a possibilidade de um segundo intercalar negativo e sobre o encerramento dos ajustes.[35] Em 29 de junho de 2022, o dia foi divulgado como 1,59 milissegundo mais curto que 24 horas, o menor valor da série disponível até então.[36] Esse extremo foi superado em 5 de julho de 2024, quando o dia ficou aproximadamente 1,65 milissegundo abaixo das 24 horas na série C04 do IERS.[33] A redistribuição de água causada pelo derretimento das calotas de gelo pode reduzir a velocidade de rotação e adiar a necessidade de um ajuste negativo.[37]

Entre 2000 e 2018, as mudanças na distribuição de gelo e água tiveram um efeito de alongamento do dia equivalente a 1,33 ± 0,03 milissegundo por século. Essa contribuição atua junto com os demais processos que alteram a rotação e pode ser compensada por eles em intervalos mais curtos.[27] Projeções climáticas para um cenário de emissões elevadas também associam mudanças nos ventos e na distribuição da massa atmosférica a um alongamento do dia.[28]

Aplicação e anúncio

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A programação dos segundos intercalares ficou inicialmente com o BIH e passou ao IERS em 1 de janeiro de 1988. O objetivo é evitar que o valor absoluto da diferença entre UT1 e UTC alcance 0,9 segundo. A necessidade do ajuste é avaliada com antecedência, sem depender de uma diferença fixa de 0,6 ou 0,7 segundo no momento do anúncio.[38][39]

A recomendação que rege o sistema permite aplicar um segundo intercalar no final de qualquer mês UTC, com preferência por junho e dezembro, seguidos de março e setembro. Todas as inserções feitas até outubro de 2026 ocorreram no fim de 30 de junho ou de 31 de dezembro.[39][3] A recomendação exige que o anúncio de um ajuste seja feito com pelo menos oito semanas de antecedência.[39] O IERS publica o "Boletim C" a cada seis meses, mesmo quando não haverá ajuste.[40] Os avisos costumam sair no início de janeiro para uma possível inserção em junho e no início de julho para uma possível inserção em dezembro.[41][42] Algumas transmissões de sinal horário também anunciam o ajuste por voz.[43]

Entre 1972 e 2020, o intervalo médio entre inserções foi de aproximadamente 21 meses, mas houve diferenças grandes entre os períodos. Os oito anos de 1972 a 1979 tiveram nove ajustes. Entre a inserção de 31 de dezembro de 1998 e a de 31 de dezembro de 2005 passaram-se sete anos, até então o maior intervalo do sistema. O ano bissexto de 1972 teve 366 dias, dos quais dois duraram 86.401 segundos, totalizando 31.622.402 segundos.[44][3]

Sequência dos segundos e hora local

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O segundo intercalar de junho de 2012 no relógio do time.is, visto em Portugal continental. O ajuste ocorre no mesmo instante em todo o mundo.[45][46]

Um segundo intercalar positivo é inserido depois de 23h59min59s UTC e antes de 0h00min00s do dia seguinte. O instante adicional recebe a indicação 23h59min60s. Se fosse aplicado um ajuste negativo, o relógio passaria de 23h59min58s diretamente para 0h00min00s.[39]

Sequência da hora em UTC durante um ajuste
Segundo intercalar positivo Segundo intercalar negativo
23h59min58s23h59min57s
23h59min59s23h59min58s
23h59min60s0h00min00s
0h00min00s0h00min01s

O ajuste acontece simultaneamente em todos os fusos, embora a data e a hora locais possam ser diferentes. O segundo de 31 de dezembro de 2005, às 23h59min60s UTC, correspondeu a 18h59min60s na hora padrão do leste dos Estados Unidos e a 8h59min60s de 1 de janeiro de 2006 na hora do Japão.[39] Os dias intercalares dos calendários, por outro lado, começam à meia-noite local.[nota 2]

Em Brasília, o segundo adicional de junho de 2015 ocorreu às 20h59min60s de 30 de junho, no fuso UTC−3. Nos anos em que vigorava o horário de verão, um ajuste em dezembro correspondia a 21h59min60s nesse fuso.[47][48] Em Portugal continental e na Madeira, a inserção de dezembro de 2016 ocorreu às 23h59min60s locais, pois o horário de inverno coincidia com o UTC.[49] Em junho, o horário de verão dessas regiões é UTC+1, e o segundo adicional aparece às 0h59min60s de 1 de julho. Nos Açores, ocorre às 23h59min60s de 30 de junho.[1]

A aceleração da rotação terrestre levou a estudos sobre a possibilidade de um ajuste negativo antes do encerramento do sistema.[50][37] O último segundo positivo foi anunciado no Boletim C 52, de 6 de julho de 2016.[51] O Boletim C 72, de 6 de julho de 2026, anunciou que não haverá segundo intercalar no final de dezembro de 2026.[3]

Tabela de ajustes

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Segundos intercalares de 1972 a 2026. O zero em dezembro de 2026 corresponde ao anúncio de que não haverá ajuste.[44][52][3]
1972 a 1999 2000 a 2026
Ano30 de
jun.		31 de
dez.		 Ano30 de
jun.		31 de
dez.
1972 +1 +1 2000 0 0
1973 0 +1 2001 0 0
1974 0 +1 2002 0 0
1975 0 +1 2003 0 0
1976 0 +1 2004 0 0
1977 0 +1 2005 0 +1
1978 0 +1 2006 0 0
1979 0 +1 2007 0 0
1980 0 0 2008 0 +1
1981 +1 0 2009 0 0
1982 +1 0 2010 0 0
1983 +1 0 2011 0 0
1984 0 0 2012 +1 0
1985 +1 0 2013 0 0
1986 0 0 2014 0 0
1987 0 +1 2015 +1 0
1988 0 0 2016 0 +1
1989 0 +1 2017 0 0
1990 0 +1 2018 0 0
1991 0 0 2019 0 0
1992 +1 0 2020 0 0
1993 +1 0 2021 0 0
1994 +1 0 2022 0 0
1995 0 +1 2023 0 0
1996 0 0 2024 0 0
1997 +1 0 2025 0 0
1998 0 +1 2026 0 0
1999 0 0
Total em junho 11 Total em dezembro 16
Total de inserções 27
Diferença TAI − UTC em outubro de 2026 37 segundos

Encerramento do sistema

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O TAI usa segundos atômicos e independe da rotação terrestre, enquanto o UT1 acompanha a orientação da Terra por observações astronômicas e tem como referência o meridiano de referência do IERS, em Greenwich. O UTC combina o ritmo atômico com ajustes para acompanhar o UT1.[53][54] A irregularidade desses ajustes dificulta o uso de marcas temporais precisas em automação, redes e negociações financeiras de alta frequência.[55][56]

Propostas de eliminação

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Em 5 de julho de 2005, a direção do Centro de Orientação da Terra do IERS pediu aos assinantes dos boletins C e D comentários sobre uma proposta dos Estados Unidos apresentada ao grupo de trabalho 7A do setor de radiocomunicações da União Internacional de Telecomunicações, UIT-R. A proposta pretendia eliminar os segundos intercalares das transmissões de UTC antes de 2008 e substituí-los por ajustes de uma hora, muito mais espaçados. A manutenção de algum ajuste buscava atender às exigências legais de países que vinculavam a hora civil à posição do Sol.[nota 3] A discussão, prevista para novembro de 2005, foi adiada.[58]

P. Kenneth Seidelmann, editor do Explanatory Supplement to the Astronomical Almanac, criticou a falta de informação pública consistente e de justificativa suficiente para a proposta.[59] Em um artigo de opinião na Science News, Steve Allen, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, discutiu as consequências da mudança para o trabalho dos astrônomos.[60]

Na reunião de setembro de 2007 do Comitê de Interface do Serviço Civil do GPS, em Fort Worth, no Texas, foi apresentado um calendário que previa encaminhar uma recomendação ao grupo de estudos 7 da UIT em abril de 2008 e realizar uma votação por correspondência entre os Estados-membros ainda naquele ano.[61] Em outubro de 2011, na preparação da reunião de janeiro de 2012, a UIT-R informou que suas consultas de 2010 e 2011 haviam recebido respostas de 16 dos 192 Estados-membros, das quais treze eram favoráveis à mudança e três contrárias.[62] A decisão foi adiada em janeiro de 2012 para a Conferência Mundial de Radiocomunicações de novembro de 2015. Essa conferência manteve os ajustes enquanto prosseguiam os estudos, com nova avaliação prevista para 2023.[63]

Em 2011, Chunhao Han, do Centro de Aplicação e Exploração de Informação Global de Pequim, declarou que a China ainda não havia decidido como votaria em 2012. Ele apontou que parte dos pesquisadores chineses defendia manter o vínculo entre o tempo civil e o astronômico por razões de tradição.[64] Em um encontro da UIT e do BIPM em 2013, Chunhao manifestou sua posição pessoal favorável ao fim dos segundos intercalares.[65]

Na assembleia da União Internacional de Radiociência, URSI, de 2014, Demetrios Matsakis, cientista-chefe dos serviços de tempo do Observatório Naval dos Estados Unidos, apresentou argumentos favoráveis à redefinição. Destacou a dificuldade de preparar programas para um relógio que pode aparentar voltar no tempo e discutiu problemas de navegação e comércio.[66] A posição dos Estados Unidos, favorável à mudança, foi elaborada com a participação da Administração Nacional de Telecomunicações e Informação e da Comissão Federal de Comunicações, FCC, que abriu uma consulta pública.[67][68][69][nota 4]

Em outubro de 2014, Włodzimierz Lewandowski, presidente do subcomitê de tempo do comitê civil do GPS e membro do conselho do programa de navegação da Agência Espacial Europeia, apresentou à UIT uma resolução favorável à redefinição, que qualificava os segundos intercalares como um risco para a navegação.[71] Em 10 de fevereiro de 2015, uma sessão da Comunidade de Telecomunicações da Ásia-Pacífico reuniu representantes da China, Austrália, Japão e Coreia do Sul favoráveis ao encerramento. Bruce Warrington, do instituto australiano de metrologia, e Tsukasa Iwama, do instituto japonês de tecnologia da informação e comunicações, discutiram os problemas para os mercados financeiros de regiões onde o ajuste ocorre durante o expediente.[nota 5] Os trabalhos preparatórios de março e abril de 2015 organizaram quatro alternativas para cumprir a Resolução 653 da conferência de 2012.[74]

As objeções incluíam o custo ainda desconhecido da mudança e o afastamento entre o UTC e o tempo solar médio. Outra proposta era usar escalas contínuas já disponíveis, como o TAI e o tempo do GPS, convertendo-as em UTC ou em hora local apenas quando necessário. Os sinais de navegação do GPS fornecem os dados para a conversão em UTC, e a diferença nominal entre o TAI e o tempo GPS é de dezenove segundos.[75] Sistemas de telefonia CDMA, como IS-95 e CDMA2000, usam o tempo GPS. Computadores podem usar TAI com PTP, embora seja comum sincronizar o UTC pelo NTP. O BIPM apontou que a coexistência de escalas diferentes também pode causar confusão.[76]

Felicitas Arias, então responsável pelo departamento de Tempo, Frequência e Gravimetria do BIPM, comparou o afastamento previsto de cerca de um minuto a cada sessenta a noventa anos com diferenças já presentes na hora civil. Entre elas estavam a variação anual de até dezesseis minutos entre o tempo solar verdadeiro e o médio, a mudança de uma hora do horário de verão e a distância de algumas horas entre o Sol e o relógio em fusos muito extensos.[77] As alternativas discutidas incluíam ajustes de uma hora a cada alguns séculos ou de um minuto a cada meio século, em vez de segundos isolados.[78][4][79]

Decisões de 2022 a 2026

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Em 18 de novembro de 2022, a Conferência Geral de Pesos e Medidas aprovou a Resolução 4, que determinou aumentar, até 2035, o limite permitido para a diferença entre UT1 e UTC.[80] O Comitê Internacional de Pesos e Medidas ficou encarregado de preparar, com a UIT e outros participantes, uma proposta que mantivesse o UTC contínuo por pelo menos um século.[81][82] A preparação da decisão para a conferência de 2026 também foi apresentada ao grupo de trabalho de NTP da Internet Engineering Task Force.[83]

Na discussão de 2022, uma alternativa era deixar a diferença chegar a um minuto, o que levaria cerca de cinquenta a cem anos, e então distribuir o ajuste gradualmente por um minuto de duração dupla. O prazo de 2035 buscava acomodar as necessidades de adaptação dos sistemas de navegação. A Rússia havia pedido a extensão até 2040 porque o GLONASS acompanha os segundos intercalares, enquanto o tempo GPS não os incorpora.[84][85]

A Conferência Mundial de Radiocomunicações de 2023, realizada em Dubai, de 20 de novembro a 15 de dezembro, reconheceu formalmente a decisão da conferência de metrologia de 2022.[86] Em 15 de outubro de 2026, a Resolução 5 da 28.ª Conferência Geral de Pesos e Medidas fixou o início do UTC contínuo em 20 de maio de 2027 e elevou o limite da diferença absoluta entre UT1 e UTC para 3.600 segundos, ou uma hora. A resolução prevê que esse limite permita manter a continuidade por vários séculos.[8][87]

Consequências técnicas e objeções

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As descontinuidades podem afetar telecomunicações, navegação por satélite e redes de dados que precisam de uma sequência contínua de marcas temporais.[88] O Serviço Internacional de GNSS recomendou que não fossem introduzidos novos segundos intercalares.[89] As propostas discutidas ao longo do processo incluíram distribuir um ajuste por horas ou dias, técnica chamada leap smear, e aplicar correções maiores em intervalos muito longos.[90][79] A decisão de 2026 manteve um limite para a diferença em relação à rotação terrestre, ampliando-o para uma hora.[8][91]

Entre as objeções à mudança estava o afastamento gradual entre a hora civil e o tempo solar. A comparação com os fusos horários e o horário de verão foi usada pelo BIPM para defender que essa diferença poderia ser administrada.[92][77] A distribuição gradual do ajuste também exige que os sistemas adotem procedimentos compatíveis. Quando serviços diferentes usam durações ou funções diferentes para o leap smear, seus relógios deixam de concordar durante o intervalo de correção.[88][90]

Problemas em sistemas de computação

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Aviso de segundo intercalar de 30 de junho de 2015 no ChronyControl, em macOS

Cálculo de intervalos e ordem dos eventos

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Para calcular o número exato de segundos entre duas datas UTC, é preciso considerar os segundos intercalares que ocorreram no intervalo. A tabela de ajustes precisa ser atualizada quando um novo segundo é anunciado. Enquanto a aplicação de novos ajustes permanece possível, o cálculo para datas futuras distantes depende de decisões que ainda não foram tomadas.[93]

Antecedência dos avisos

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O anúncio semestral do IERS não significa que todos os equipamentos recebam o aviso com a mesma antecedência. Nos serviços do NIST, o aviso do NTP começa à 0h UTC do último dia do mês em que haverá o ajuste, enquanto o serviço telefônico ACTS o transmite desde o início do mês.[94] Uma apresentação técnica de 2015 sobre PTP descreveu avisos doze horas antes da meia-noite UTC. Para extensões do código IRIG-B, o aviso podia chegar apenas nos últimos 59 segundos. Formatos IRIG mais antigos e determinadas mensagens seriais não continham esse aviso.[95] A informação precisa chegar a tempo a todos os equipamentos da cadeia de sincronização. Os procedimentos de manutenção do NIST preveem atualizar os arquivos de segundos intercalares usados em seus sistemas de medição, inclusive a data de validade quando não há novo ajuste anunciado.[96]

Diferenças de implementação

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Em sistemas baseados na hora Unix, é comum repetir a indicação 23h59min59s, enquanto outros formatos aceitam 23h59min60s. Os servidores NTP do NIST param a contagem durante o segundo adicional.[94] A RFC 7164 também documenta sistemas que repetem uma marca temporal ou alteram temporariamente o ritmo do relógio.[93] Em algumas implementações, o serviço informa uma condição de falta de sincronização durante o ajuste.[97]

O leap smear distribui a diferença ao longo de um intervalo maior e evita um salto de um segundo de uma só vez.[90] Como não existe um procedimento único adotado por todos os serviços, as implementações podem produzir horas diferentes no mesmo instante.[98]

Representação textual

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A indicação 23h59min60s corresponde ao segundo adicional no UTC. Programas que aceitam apenas os valores de zero a 59 para o campo dos segundos podem rejeitar uma data válida desse tipo.[99]

Representação binária

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Sistemas operacionais e protocolos podem representar o tempo por um contador de segundos desde uma data de origem. No padrão POSIX, a origem é 0h de 1 de janeiro de 1970. No NTP, é 0h de 1 de janeiro de 1900.[100] O tempo POSIX considera todos os dias com 86.400 segundos e deixa às implementações a forma de relacionar essa contagem com o UTC durante um ajuste. Duas marcas temporais iguais podem, assim, corresponder a instantes diferentes.[93]

Uma implementação pode repetir o valor do segundo anterior, produzindo a sequência final 59, 59, 0. Outra pode repetir o início do minuto seguinte, produzindo 59, 0, 0. Essas formas de implementação, assim como a parada temporária do contador, foram documentadas em sistemas de sincronização.[95] A ambiguidade pode causar uma diferença de um segundo entre marcas produzidas no mesmo instante e dificultar a ordenação de eventos em sistemas que dependem de tempo preciso.[101]

Receptores de navegação por satélite

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  • Versões antigas dos receptores Motorola Oncore VP, UT, GT e M12 tinham uma falha que podia alterar a data por um dia em uma única marca temporal se não houvesse ajuste durante 256 semanas. Em 28 de novembro de 2003, alguns desses receptores mostraram 29 de novembro por um segundo e depois voltaram à data correta.[102][103]
  • Receptores Trimble antigos podiam aplicar o ajuste assim que os satélites começavam a transmitir o aviso, meses antes da data prevista, deixando a hora errada por um segundo durante esse intervalo.[104][105]
  • Receptores Datum/Symmetricom TymServe 2100 também podiam aplicar o segundo ao receber o aviso, antes da data correta. Os modelos já estavam fora de suporte e não tinham atualização corretiva disponível. Uma solução provisória podia ser perdida quando o aviso era retransmitido ou o equipamento era reiniciado.[106]
  • Receptores de quatro marcas que usavam os satélites BeiDou aplicaram um ajuste um dia antes do previsto. A falha estava no tratamento da numeração dos dias da semana no protocolo de navegação.[107]

Servidores, programas e serviços

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O NTP transmite um indicador da aproximação de um segundo intercalar, mas nem todos os servidores o preencheram corretamente nas inserções observadas.[108][109][110][111] Algumas respostas continuaram a apresentar hora incorreta por até um dia depois do ajuste.[112]

  • O ajuste de 30 de junho de 2012 provocou falhas em sistemas do Reddit, que usava Apache Cassandra, e da Mozilla, que usava Hadoop.[113] A Qantas também enfrentou problemas,[114] assim como outros serviços executados em Linux.[115]
  • Em 2015, erros em roteadores interromperam uma parcela das redes de computadores.[116] Versões 5.0, 5.1 e 5.2 do NX-OS da série Nexus 5000, da Cisco Systems, estavam entre as afetadas por falhas no tratamento do ajuste.[117]
  • O segundo adicional de 2015 foi acompanhado por interrupções em Twitter, Instagram, Pinterest, Netflix, Amazon e Beats 1, o serviço de rádio da Apple.[118] O sistema de reservas Amadeus Altéa, usado por Qantas e Virgin Australia, também foi citado em relatos de falhas ligadas ao tratamento de segundos intercalares em Linux.[119]
  • Na Cloudflare, uma falha na virada de 2016 para 2017 afetou a resolução de DNS. Um programa subtraiu duas marcas obtidas pela função time.Now() da linguagem Go, então baseada apenas no relógio de tempo real, e recebeu um valor negativo quando esperava um intervalo positivo.[120] A linguagem passou a incorporar um relógio monotônico na versão 1.9, permitindo medir intervalos sem depender dos ajustes do relógio civil.[121]
  • A Intercontinental Exchange, que reunia sete câmaras de compensação e onze bolsas, entre elas a Bolsa de Valores de Nova Iorque, programou uma pausa de 61 minutos em suas operações durante a inserção de 30 de junho de 2015.[122]

Na preparação para o ajuste de 31 de dezembro de 2016, também houve receio de problemas em máquinas agrícolas guiadas por GPS.[123] A escala de tempo do GPS, porém, não incorpora os segundos intercalares. Os problemas dependem do uso que os receptores e os programas fazem da conversão para UTC.[124]

Formas de contornar as descontinuidades

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Uma solução é realizar as operações internas em TAI e converter o resultado para UTC apenas ao exibir datas e horas. A conversão exige uma tabela com os ajustes. A Sociedade de Engenheiros de Cinema e Televisão, SMPTE, adotou o TAI como referência de sua época para gerar e alinhar sinais de mídia.[125][126] Os casos de uso da IEC/IEEE 60802, voltados às redes industriais sensíveis ao tempo, adotam TAI para o horário comum e permitem uma escala arbitrária para o relógio de trabalho. [127] Perfis de PTP para a automação de redes elétricas também trabalham com a relação entre TAI e UTC e preveem o anúncio de segundos intercalares.[128] O modelo de tempo das redes mesh Bluetooth usa essa escala e transmite a diferença entre TAI e UTC para permitir a conversão em hora civil.[129][130]

Em 2008, o Google distribuiu o segundo adicional nas vinte horas anteriores ao ajuste, seguindo uma função cossenoidal. Em 2012, 2015 e 2016, usou uma distribuição linear de vinte horas centrada no ajuste. A empresa passou depois a recomendar um intervalo linear de 24 horas, do meio-dia UTC de um dia ao meio-dia do dia seguinte.[90] A Amazon usou um procedimento semelhante, com diferenças de implementação, em 30 de junho de 2015,[131] e lançou um serviço NTP para instâncias do Amazon EC2 com esse tratamento.[132] O serviço da Amazon distribui o ajuste nas conexões NTP, enquanto seu relógio PTP de hardware segue o segundo intercalar do UTC sem distribuição gradual.[133] O UTC-SLS foi proposto como uma versão do UTC com distribuição linear do ajuste, mas não se tornou um padrão.[134][135]

Para transmissões que usam o RTP, a RFC 7164 recomenda evitar a geração ou o uso de marcas NTP nos relatórios de remetente durante o segundo intercalar e o segundo imediatamente anterior.[93] O NIST também criou um servidor NTP que transmite UT1 em vez de UTC.[136] Esse tipo de serviço permite manter uma referência direta à rotação terrestre mesmo sem ajustar o UTC.[137] Observatórios e outros usuários de UT1 também podem obter a diferença UT1−UTC do IERS e fazer a correção em seus programas.[138]

Ver também

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Notas

  1. ↑ Em inglês, são usados os termos leap second e intercalary second.[22]
  2. ↑ No calendário gregoriano, o dia intercalar é 29 de fevereiro. Outros calendários, como o calendário etíope, o calendário persa e o calendário nacional indiano, inserem dias em outras posições do ano.
  3. ↑ Uma reportagem de 2005 do The Wall Street Journal citou um funcionário dos Estados Unidos que considerava a proposta um assunto interno da UIT.[57]
  4. ↑ Os comentários recebidos pela FCC foram reunidos no processo 04-286. A consulta da época abrangia as manifestações recebidas entre 27 de janeiro e 18 de fevereiro de 2014.[70]
  5. ↑ A sessão foi gravada em vídeo.[72] A Autoridade Australiana de Comunicações e Mídia também publicou uma transcrição e material preparatório.[73]

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Leitura adicional

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Ligações externas

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