Выделяют три вида неравномерностей вращения Земли

1. Вековое замедление скорости вращения Земли – продолжительность суток увеличивается на 0.0023^s за 100 лет. Замедление вращения Земли вызвано тормозящим действием лунных и солнечных приливов.

2. Периодические (сезонные) изменения скорости вращения Земли. Периоды колебаний – 0.5 года и 1 год. Продолжительность суток в течение года может отличаться от средней на 0.001^s. Причина явления – сезонные перераспределения воздушных масс на поверхности Земли.

3. Нерегулярные изменения скорости вращения Земли. Продолжительность суток увеличивается или уменьшается на несколько тысячных долей секунды (“скачком”), что по амплитуде превышает столетние приливные изменения. Возможные причины явления – изменение атмосферной циркуляции, перемещение масс внутри Земли, влияние тяготения планет и Солнца.

Вывод: вращение Земли вокруг оси не может являться эталоном для измерения времени. В небесной механике и дифференциальных уравнениях гравитационных теорий движения небесных тел в качестве независимого аргумента должна быть идеально равномерная шкала времени.

1.2.10. Атомное время

С появлением в 1955 г. сверхстабильных эталонов частоты, основанных на квантовых переходах между энергетическими уровнями молекул и атомов, стало возможным создание атомных шкал времени. Атомное время TAI (Time Atomic International) – время, в основу измерения которого положены электромагнитные колебания, излучаемые атомами или молекулами при переходе из одного энергетического состояния в другое. Точность воспроизведения шкалы времени – до 2×10^-12 с.

Решением XII Генеральной конференции мер и весов в 1967 г. единица TАI – 1 атомная секунда – приравнена продолжительности 9 192 631 770 периодов излучения, соответствующего переходу между двумя сверхтонкими уровнями основного состояния атома цезия-133. Относительная точность цезиевого эталона частоты – 10^-10 – 10^-11 в течение нескольких лет.

Эталон атомного времени не имеет ни суточных, ни вековых колебаний, не стареет и обладает достаточной определенностью, точностью и воспроизводимостью.

Эфемеридное время

Эфемеридное время ET – идеально равномерная шкала времени, введена по решению VIII съезда Международного астрономического совета с 1952 г. Параметры системы:

1) механизм – обращение Земли в течение года вокруг Солнца;

2) масштаб – продолжительность одной эфемеридной секунды, равная 1/31556925.9747 тропического года. Так как тропический год не является постоянным, то за эталон принята продолжительность тропического года в фундаментальную эпоху 1900.0, янв., 0, 12^h ЕТ;

3) нуль-пункт – фундаментальная эпоха 1900, янв., 0, 12^h ЕТ на начальном меридиане;

4) способ отсчета – через посредство системы Всемирного времени UT, прибавлением поправки за переход к эфемеридному времени:

ET = UT + DT,

где DT – поправка за вековое замедление вращения Земли, которую получают из наблюдений Луны и публикуют в Астрономическом ежегоднике.

В первом приближении, систему ЕТ можно представлять как систему, основанную на суточном вращении Земли, но исправленную за неравномерность этого вращения.

Так как эфемеридная секунда привязана к продолжительности вполне определенного года, эталон ЕТ не может быть воспроизведен – это идеальное построение. Атомное время TAI есть физическое воспроизведение шкалы эфемеридного времени ЕТ. Масштаб системы ET принят равным масштабу TAI,
а нуль-пункт шкалы ЕТ сдвинут относительно нуль-пункта шкалы TAI на постоянную величину:

ЕТ = ТAI + 32.184^s.

Шкала ЕТ существовала до 1986 г., затем она была заменена динамическим временем.