Un brindisi lungo...un secondo (in più)

In questa notte di San Silvestro si potrà festeggiare un secondo in più: l’ultimo minuto della prima ora del 2017 durerà infatti 61 secondi allo scopo di sincronizzare il tempo astronomico con quello misurato con enorme precisione dagli orologi atomici.
La Terra attualmente ruota su se stessa un po’ più lentamente. Per questo motivo nella notte che segna il passaggio dall’anno vecchio all’anno nuovo è stato aggiunto un cosiddetto «secondo intercalare» che, da noi, sarà inserito il primo gennaio alle 00:59:59.
Il tempo di riferimento, che dà il tempo per tutti i fusi orari, detto più precisamente «tempo universale coordinato» (Universal time coordinated, UTC), viene calcolato dall’Ufficio internazionale dei pesi e delle misure di Parigi a partire dai dati di circa 350 orologi atomici di 60 laboratori di riferimento sparsi in tutto il mondo. Anche cinque orologi atomici dell’Istituto federale svizzero di metrologia (METAS) di Berna forniscono un contributo all’UTC.


Per secoli la misurazione del tempo si è basata sui dati astronomici. Essa era legata alla rotazione della Terra intorno al proprio asse (giorno) e alla rivoluzione della Terra intorno al sole (anno): la lunghezza di un giorno solare medio era stata fissata a 86.400 secondi.
Tuttavia – precisa una nota del METAS – la velocità di rotazione della Terra non è costante e varia a causa di fenomeni naturali, quali ad esempio le correnti del vento e le correnti marine, le eruzioni vulcaniche e i terremoti. Quindi finché è definita in funzione del giorno solare medio, anche la durata del secondo continuerà a variare minimamente.
Da alcuni decenni vi sono gli orologi atomici, con cui il secondo può essere determinato in modo molto più preciso e stabile di quanto si possa fare mediante la rotazione terrestre. Nel 1967 il secondo è stato perciò ridefinito utilizzando un processo atomico. Ciò è particolarmente importante per le applicazioni tecniche e scientifiche, che dipendono da una misura costante del tempo.
A lungo andare il tempo atomico e il tempo astronomico possono differire l’uno dall’altro. Affinché questa differenza non diventi troppo grande, dal 1972 vengono inseriti secondi intercalari. Ciò avviene a intervalli irregolari sulla base di misurazioni del Servizio Internazionale per la rotazione della Terra e per i sistemi di riferimento (International Earth Rotation Service, IERS). I secondi intercalari possono essere inseriti il 31 dicembre o il 30 giugno. Fino ad oggi sono stati aggiunti 26 secondi intercalari, l’ultimo il 30 giugno 2015.

Ma quale è stato il fenomeno naturale più importante e decisivo nel contribuire a rallentare la velocità di rotazione della Terra e l'associato aumento della lunghezza del giorno (lenght of day, LOD) negli ultimi 2 anni?
Ebbene: anche in questo caso (come già fu il caso del 1998 e prima ad es. del 1983) si tratta dell'intenso fenomeno atmo-oceanico di El Niño iniziato timidamente già nel corso del 2014 ed emerso in tutta la sua forza dirompente nel corso del 2015, con effetti che si sono protratti ancora per buona parte dell'anno che ci lasciamo alle spalle.
In genere, durante eventi di El Niño (La Niña) si osserva un indebolimento (un'intensificazione) della forza degli alisei. In conseguenza, il momento angolare atmosferico (atmospheric angular momentum, AAM) aumenta (diminuisce) e con esso la LOD. Queste osservazioni supportano una ben nota relazione fra le variazioni interannuali dell'AAM e della LOD e il verificarsi degli eventi ENSO, relazione improntata sulle modifiche - da parte dei trasporti di massa all'interno di fluidi gassosi (atmosfera) e liquidi (oceani) - del momento angolare della Terra solida per conservare il momento.