윤초
1. 개요
閏秒
"윤초(閏秒)"란 지구자전속도의 불규칙성으로 인하여 발생하는 세계시와 세계협정시의 차이가 1초 이내로 되도록 보정하여 주는 것을 말한다(천문법 제2조 제3호).
원자시와 세계시의 오차를 측정하여 0.9초 이상 벌어지면 윤초를 시행한다.
즉, 협정 세계시에서 기준이 되는 세슘 원자시계와 지구의 자전 및 공전을 기반으로 하는 태양시 사이의 차이를 메꾸기 위해 채워넣는 여분의 초를 의미한다. 삽입하는 날짜는 두 군데로, 12월 31일과 6월 30일의 마지막에 1초씩 추가하는 것으로 보정한다. 한국 시간으로는 1월 1일 오전 8시 59분과 9시 사이, 7월 1일 오전 8시 59분과 9시 사이에 각각 1초씩 추가되어 '''1월 1일 오전 8시 59분 60초, 7월 1일 오전 8시 59분 60초'''라는 시간을 볼 수 있다.
지구의 자전은 해마다 조금씩 느려지고 있고 #, 그 때문에 언제나 정확한 간격으로 유지되는 원자시계와 오차가 생길 수밖에 없다. 이러한 부분은 윤년을 운용하는 것만으로는 세밀한 오차까지 일일이 잡을 수 없기 때문에 계산에 의해 필요할 때마다 집어넣는다.
2. 상세
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위 그림은 만국 표준시(UT1)에서 협정 세계시(UTC)를 뺀 값의 그래프를 나타낸 것이다. 가로축의 각 눈금은 yyyy년 '1월 1일'을 의미.
윤초를 고정적으로 정기적으로 넣지 않는 것은 지구 자전 속도의 변화가 불규칙해서 언제 다음 윤초가 필요하질지 예상하기 어렵기 때문이다. 이렇게 불규칙한 변동의 주요 원인은 지구의 핵과 맨틀의 움직임이 불규칙해 회전모멘텀의 보존법칙에 의한 지구의 회전속도도 불규칙 하기 때문. 그런 불규칙성을 상쇄하기 위해 윤초가 필요한 것이다. 조석력은 오직 자전속도를 감소시키는 역할만 하고 그 감소속도도 거의 일정하므로 조석력 때문에 윤초가 필요했다면 정기적으로 윤초를 넣는 것이나 1초의 정의를 약간 수정하는 것으로 충분했겠지만 윤초는 지구회전의 불규칙함을 반영하기 위한 것이라 조석력으로 인한 지구회전의 감속이 윤초의 주된 동기는 아니다.
그래프가 내려간다는 것은 지구의 운동을 반영하는 만국 표준시가 원자 시계에 비해 뒤처짐을 뜻한다. 조석력의 영향으로 지구의 자전이 점차 느려지고 있기 때문에 반대로 그래프가 올라가는 일은 없으며, 음의 윤초[1]도 존재하지 않을 것이라 예측하고 있다. 참고로 과거에는 지구의 자전이 지금보다 훨씬 빨랐기 때문에 고대의 산호 화석의 성장선으로 조사해보니 2억년 전 쥐라기 공룡시대에는 하루의 길이가 23시간, 1년은 385일이었다고. 2억년 후에는 하루는 25시간, 1년은 335일이 될거라고...
위 그래프에서 수직으로 올라가는 시점이 바로 윤초가 들어가는 순간이다. 아래 표와 같은 맥락으로 변화한다.
대한민국 기준 2015년 7월 1일 오전 8시 59분 59초와 오전 9시 0분 0초 사이에 1초가 늘어나 오전 8시 59분 60초라는 시간을 볼 수 있었다.
현재 표준시는 모두 원자 시계를 기반으로 하며 윤초가 적용되는 시점은 전부 동일하기 때문에 각국의 시차가 반영된다. 즉 UTC보다 빠른 지역에서는 1월 1일이나 7월 1일에, 늦은 지역에서는 12월 31일이나 6월 30일에 윤초가 끼어들어가게 된다.
대한민국에서는 2005년 9월 3일 방송된 KBS의 프로그램이었던 스펀지 96회분에 소개되면서 일반인들에게도 어느 정도 알려졌으나, 이후로는 별다른 재조명을 받지 못하고 있다. 윤년, 윤달 같은 건 널리 알려져 있지만 윤초는 위에서 언급한 것과 같이 신문기사 혹은 과학잡지에서나 가끔 접할 정도. 만화 도박마에서는 윤초 보정을 위해 1초를 삽입하는 것을 이용한 트릭이 등장하기도 했다. 1분 단위로 이뤄지는 도박에 윤초가 들어간 61초짜리 1분을 이용, 60초에 끝난 줄 알고 최종패를 던진 상대를 주인공이 역관광한다.
3. 기록
1972년에 협정 세계시가 처음 채택되면서 당 년도 6월 30일과 12월 31일에 각각 1초씩 삽입된 것이 시초며, 2017년 기준으로 가장 최근에 이루어진 윤초 삽입은 2016년 12월 31일(한국 시간으로는 2017년 1월 1일). 이 시점을 기준으로 총 27초의 보정이 이뤄졌다. 지금까지 6월 30일에 총 11초가 더해졌고 12월 31일에 총 16초가 더해졌다.
초록색은 1년에 윤초가 두 번 들어간 경우, 청록색은 12월 31일에 윤초가 들어간 경우, 주황색은 6월 30일에 윤초가 들어간 경우이다.
4. 폐지 논쟁
문제는 이런 초 단위의 보정 시스템이 오히려 기계의 오작동을 유발할 수 있다는 점인데,[2] 실제로 이 때문에 윤초 폐지 논쟁이 계속해서 벌어지고 있다. 협정 세계시를 완전히 원자시계에 맞추고 태양시를 폐지하자는 게 이 주장의 핵심인데, 기계 오작동을 막는다는 점에서는 그 이상의 방법이 없지만 일장일단이 있는 문제[3]이고 논의의 답이 나오질 않아서 일단 2015년으로 결론을 미루었으며, 2015년 11월 스위스에서 열린 세계전파통신회의(WRC)에서 다시 한 번 윤초 제도의 유지 여부를 논의했으나 합의를 보지 못하고 계속 유지하기로 했다. 2023년까지 윤초는 유지될 예정이다. #
5. 역법의 오차 보정 개념 목록
[1] 즉, 23:59:58에서 00:00:00 이런 식으로 1초 건너뛰는 것.[2] 특히 항공과 같이 초단위의 정교함이 필요한 기계에서는 더 심각한 문제가 발생한다. 윤초 때문에 자동 항법 장치에 오류가 나서 비행기가 '''추락'''할 수 있다는 이야기도 가끔 나온다.[3] 산업의 경우 항공업과 금융업은 시차 때문에 시간을 아주 정밀히 조정해서 서로 맞출 필요가 있으며, 과학의 경우 천문학에선 1년을 무작정 절대 시간으로 맞추면 천문 관측에 애로사항이 생기며, 실생활에선 오차가 계속 쌓이다가 날짜가 실제 계절과 어긋난다.