إشارة زمنية

في فانكوفر ، كولومبيا البريطانية ، لا يزال يُطلق مدفع الساعة التاسعة  كل ليلة في تمام الساعة التاسعة مساءً. (أُحضر هذا المدفع إلى حديقة ستانلي عام ١٨٩٤ من قِبل إدارة مصايد الأسماك، وكان الغرض منه في الأصل تنبيه الصيادين  إلى إغلاق موسم الصيد في تمام الساعة السادسة مساءً يوم الأحد).  لاحقًا، اعتُمد إطلاق المدفع في تمام الساعة التاسعة مساءً كإشارة زمنية لعامة السكان. قبل تركيب مدفع التوقيت، كان حارس منارة بروكستون بوينت القريبة يُفجّر عصا من الديناميت. وفي أماكن أخرى في كندا، يُطلق مدفع الظهيرة يوميًا من قلاع هاليفاكس ومدينة كيبيك ، ومن سيجنال هيل في سانت جونز، نيوفاوندلاند ولابرادور . ^{[ ١ ]}

وبالمثل، يتم إطلاق مدفع الظهر في كيب تاون منذ عام 1806. ^{[ 2 ]} يتم إطلاق المدفع يوميًا من بطارية الأسد في سيجنال هيل .

يؤدي مدفع الظهيرة غرضاً مماثلاً في هونغ كونغ . وقد أصبح هذا التقليد، الذي بدأ في ستينيات القرن التاسع عشر في ظل الحكم الاستعماري البريطاني، معلماً سياحياً في الآونة الأخيرة.

كان يُطلق مدفع في تمام الساعة الواحدة ظهرًا كل يوم من أيام الأسبوع في ليفربول (1867-1969)، ^{[ 3 ]} وفي قلعة إدنبرة ، وكذلك في بيرث لتحديد التوقيت. ولا يزال مدفع إدنبرة " مدفع الساعة الواحدة " يعمل حتى اليوم. كما يُطلق مدفع آخر يقع على قمة تل سانتا لوسيا في سانتياغو كل ظهيرة.

في روما ، على تلة يانيكولوم غرب نهر التيبر، يُطلق مدفع يوميًا عند الظهر منذ عام ١٩٠٤ باتجاه النهر كإشارة زمنية. وقد بدأ هذا التقليد عام ١٨٤٧ بأمر من البابا بيوس التاسع لمزامنة أجراس كنائس روما. كان المدفع موجودًا في قلعة سانت أنجلو حتى عام ١٩٠٣، ثم نُقل إلى مونتي ماريو لبضعة أشهر قبل أن يُوضع في موقعه الحالي. توقف إطلاق المدفع منذ بداية الحرب العالمية الثانية لمدة عشرين عامًا تقريبًا حتى ٢١ أبريل ١٩٥٩، الذكرى السنوية ٢٧١٢ لتأسيس روما، ومنذ ذلك الحين وهو يُستخدم.

لسنوات عديدة، كان يتم إطلاق مدفع قديم "حوالي الظهر" من جبل بالقرب من كابول . ^{[ 4 ] [ 5 ]}

في العديد من مدن الغرب الأوسط الأمريكي، حيث تُعدّ الأعاصير خطرًا شائعًا، تُختبر صفارات الإنذار بانتظام في وقت محدد (مثلاً، ظهر كل سبت)؛ ورغم أنها ليست مُخصصة أساسًا لإعلان الوقت، إلا أن السكان المحليين غالبًا ما يتفقدون ساعاتهم عند سماع هذه الإشارة. في العديد من المجتمعات غير الساحلية، كانت صفارات المصانع الصاخبة تُستخدم كإشارات زمنية عامة قبل أن يُصبح الراديو بديلاً عنها. أحيانًا، يصبح استخدام صفارة المصنع جزءًا لا يتجزأ من ثقافة المجتمع لدرجة أن الصفارة تُحافظ عليها لفترة طويلة بعد أن تُصبح وظيفتها الأصلية كمؤشر للوقت غير ضرورية. ^{[ 6 ]} على سبيل المثال، أُعيد تشغيل صفارة محطة توليد الطاقة بجامعة أيوا عدة مرات بناءً على طلب شعبي بعد محاولات عديدة لإسكاتها. ^{[ 7 ]}

في عامي 1861 و1862، نشر دليل مكتب بريد إدنبرة خرائط لمدفع التوقيت ، توضح عدد الثواني اللازمة لوصول صوت مدفع التوقيت إلى مواقع مختلفة في المدينة. ولأن الضوء ينتقل أسرع بكثير من الصوت ، فقد أتاحت الإشارات المرئية دقة أكبر من الإشارات المسموعة، مع أن الإشارات المسموعة كانت تعمل بشكل أفضل في ظروف الرؤية المنخفضة. أُقيمت أول كرة توقيت في بورتسموث ، إنجلترا، عام 1829 على يد مخترعها روبرت واتشوب . ^{[ 8 ]} وفي عام 1833، نُصبت كرة توقيت أخرى على سطح المرصد الملكي في غرينتش ، لندن، ومنذ ذلك الحين، تُسقط الكرة في تمام الساعة الواحدة ظهرًا يوميًا. ^{[ 9 ]} ودخلت أول كرة توقيت أمريكية الخدمة عام 1845. ^{[ 8 ]} وفي مدينة نيويورك، يُعد إسقاط كرة تايمز سكوير الاحتفالي ليلة رأس السنة في ميدان تايمز سكوير بقايا إشارة توقيت مرئية.

بدأ أول توزيع لإشارة التوقيت عبر التلغراف في المملكة المتحدة، بل وفي العالم أجمع، عام 1852 من قبل شركة التلغراف الكهربائي بالتعاون مع الفلكي الملكي . وكان توقيت غرينتش يُوزع عبر التلغراف من مرصد غرينتش . وشمل ذلك نظامًا لمزامنة سقوط كرة التوقيت في غرينتش مع كرات التوقيت الأخرى في أنحاء البلاد، إحداها كانت فوق مكاتب شركة التلغراف الكهربائي في ستراند . ^{[ 10 ]}

كانت هناك كرات زمنية متزامنة أخرى أعلى نصب نيلسون التذكاري في إدنبرة ؛ ومنزل البحارة بروميلو في غلاسكو؛ وليفربول، وواحدة في ديل، كينت ، تم تركيبها من قبل الأميرالية . ^{[ 10 ]}

استُخدمت إشارات التلغراف بانتظام لتنسيق الوقت من قبل المرصد البحري الأمريكي بدءًا من عام 1865. ^{[ 11 ]} وبحلول أواخر القرن التاسع عشر، كانت العديد من المراصد الأمريكية تبيع توقيتًا دقيقًا من خلال تقديم خدمة إشارة التوقيت الإقليمية. ^{[ 12 ]}

اقترح ساندفورد فليمنج نظام توقيت عالمي موحد يعمل بنظام الـ 24 ساعة. وفي اجتماع للمعهد الملكي الكندي في 8 فبراير 1879، ربط هذا النظام بخط غرينتش (الذي يبلغ الآن 180 درجة). وأشار إلى إمكانية استخدام المناطق الزمنية القياسية محليًا، لكنها تبقى تابعة لنظام التوقيت العالمي الموحد الذي اقترحه.

بدأ العمل بالتوقيت القياسي في الولايات المتحدة في 18 نوفمبر 1883. وفي وقت سابق، في 11 أكتوبر 1883، وافق المؤتمر العام للتوقيت، الذي سبق تأسيس جمعية السكك الحديدية الأمريكية ، على خطة لتقسيم الولايات المتحدة إلى عدة مناطق زمنية . وفي ذلك اليوم من شهر نوفمبر، أرسل المرصد البحري الأمريكي إشارةً تُنسق بين منتصف النهار بالتوقيت الشرقي القياسي، والحادية عشرة  صباحًا بالتوقيت المركزي، والعاشرة  صباحًا بالتوقيت الجبلي، والتاسعة  صباحًا بالتوقيت الباسيفيكي القياسي.

يصف عدد مارس 1905 من مجلة "العالم التقني" دور المرصد البحري الأمريكي كمصدر لإشارات التوقيت:

تُعدّ إحدى أهم وظائف المرصد البحري توزيع التوقيت الصحيح يوميًا على جميع أنحاء الولايات المتحدة. ويتم ذلك عبر إشارات تلغرافية تُرسل من واشنطن ظهرًا كل يوم، باستثناء أيام الأحد. كان الهدف الأصلي من هذه الخدمة الزمنية تزويد البحارة في المدن الساحلية بوسائل ضبط ساعاتهم؛ ولكن، كما هو الحال مع العديد من الأنشطة الحكومية الأخرى، اتسع نطاقها تدريجيًا حتى أصبحت ذات فائدة عامة. تقوم النبضة الكهربائية التي تنطلق من المرصد ظهرًا كل يوم بضبط أو تنظيم أكثر من 70,000 ساعة تلقائيًا في جميع أنحاء الولايات المتحدة، كما تُستخدم أيضًا، في كل مدينة من المدن الكبرى، لإطلاق كرة التوقيت الموجودة على مبنى شاهق في موقع مركزي. يُعدّ سقوط كرة التوقيت - المصحوب، في بعض الأحيان، بإطلاق مدفع - إشارةً لضبط مئات الساعات الأخرى يدويًا في المنطقة المجاورة.

أصبح توزيع إشارات التوقيت عبر التلغراف غير ضروري مع استخدام تقنيات الراديو AM وFM والموجات القصيرة ، بالإضافة إلى خوادم بروتوكول التوقيت عبر شبكة الإنترنت، فضلاً عن الساعات الذرية في أنظمة الملاحة عبر الأقمار الصناعية . ويتم بث إشارات التوقيت عبر الراديو منذ عام 1905. ^{[ 13 ]} وتوجد محطات مخصصة لإشارات التوقيت الراديوية في جميع أنحاء العالم.

تتميز محطات التوقيت العاملة في نطاق الموجات الراديوية الطويلة بخصائص انتشار راديوي قابلة للتنبؤ بدرجة عالية ، مما يقلل من عدم اليقين في إشارات التوقيت المستقبلة. أما المحطات العاملة في نطاق الموجات القصيرة، فتستطيع تغطية مساحات أوسع باستخدام أجهزة إرسال ذات طاقة منخفضة نسبيًا، إلا أن اختلاف المسافة التي تقطعها الإشارة يزيد من عدم اليقين في إشارة التوقيت على مستوى أجزاء من الألف من الثانية. ^{[ 14 ]}

تبث محطات إشارات التوقيت الراديوية الوقت بصيغة صوتية وأخرى قابلة للقراءة آلياً، ويمكن استخدامها كمرجع لساعات الراديو والساعات التي تعمل بالتحكم اللاسلكي . وعادةً ما تستخدم هذه المحطات إشارة رقمية طويلة الموجة وطنية أو إقليمية ؛ على سبيل المثال، محطة WWVB في الولايات المتحدة  . ^{[ 14 ]}

يمكن سماع الأجزاء الصوتية من بث إذاعتي WWV و WWVH  على الموجات القصيرة عبر الهاتف. عادةً ما يكون تأخير إعلان الوقت أقل من 30 مللي ثانية عند استخدام الخطوط الأرضية من داخل الولايات المتحدة القارية، ويكون استقرار الإشارة (تفاوت التأخير) أقل من 1 مللي ثانية. مع ذلك، عند استخدام الهواتف المحمولة  ، غالبًا ما يتجاوز التأخير 100 مللي ثانية، نظرًا لتعدد طرق الوصول المستخدمة لمشاركة قنوات الهاتف الخلوي. في حالات نادرة، عند الاتصال عبر الأقمار الصناعية، يتأخر الوقت بمقدار 250-500  مللي ثانية.

يمكن الاستماع إلى التسجيلات الصوتية عبر الهاتف بالاتصال بالأرقام الأمريكية التالية: (303) 499-7111 لمحطة WWV (كولورادو)، و (808) 335-4363 لمحطة WWVH (هاواي). يتم قطع المكالمات (غير المجانية ) بعد  دقيقتين.

كانت إشارات التوقيت لوران-سي تُستخدم سابقًا أيضًا لمزامنة الساعة الراديوية، وذلك عن طريق تعزيز عمليات إرسال التردد عالية الدقة الخاصة بها بقياسات خارجية لانحرافات إشارات الملاحة لوران مقابل المعايير الزمنية.

مع ازدياد انتشار أجهزة استقبال الراديو، أضافت محطات البث معلومات الوقت على شكل إعلانات صوتية أو نغمات آلية لتحديد الساعة بدقة. وقد بدأت هيئة الإذاعة البريطانية (BBC) بإضافة " علامات " الوقت إلى برامجها الإذاعية منذ عام 1922. ^{[ 13 ]}

في الولايات المتحدة، تبث العديد من محطات الراديو الإخبارية (الخدمية الكاملة، والأخبار فقط، والحوارية/الإخبارية) إشارات التوقيت في بداية كل ساعة. في نيويورك، تتميز محطتا WCBS و WINS بنغمات مميزة لبداية كل ساعة، مع العلم أن إشارة WINS تقريبية فقط (بخطأ يصل إلى بضع ثوانٍ). كما تبث WINS نغمة بعد مرور 30 ​​دقيقة من بداية الساعة لمساعدة من يضبطون ساعاتهم. أما محطة WTIC، فتستخدم شفرة مورس V للدلالة على النصر على أنغام سيمفونية بيتهوفن الخامسة في بداية كل ساعة بشكل مستمر منذ عام 1943.  

تُلزم المحطات الإذاعية التي تستخدم نظام " HD Radio " من iBiquity Digital بموجب العقد ^{[ 15 ]} بتأخير بثها التناظري بحوالي ثماني ثوانٍ، لضمان تزامنها مع البث الرقمي. وبالتالي، ستتأخر إشارات الوقت وإشارات الخدمة المُولّدة من الشبكة بحوالي ثماني ثوانٍ أيضًا. (بسبب هذا التأخير، عندما كانت محطة WBEN-AM في بوفالو، نيويورك، تبث علامات الوقت، وكان بثها متزامنًا على محطة FM تبث بتقنية HD، لم تحمل إشارة FM إشارة الوقت. ولا تبث WBEN بتقنية HD). وقد تتأخر الإشارات المحلية أيضًا.

تبث محطات إذاعة الأخبار التابعة لشبكة سي بي إس الإذاعية ، والتي تُعدّ محطة WCBS محطتها الرئيسية، نغمة "رنين" (بتردد 440  هرتز - وهو التردد الدولي للنغمة الموسيقية "لا" ) تسبق مباشرةً كل نشرة إخبارية في رأس الساعة. (كان يُسمع صوت الرنين نفسه على شبكة سي بي إس التلفزيونية، في رأس الساعة قبل بدء أي برنامج تلفزيوني، خلال الستينيات والسبعينيات). ويُشير صوت "صفير" آلي قبل ثانية واحدة من رأس الساعة إلى الانتقال إلى البث الإذاعي. فعلى سبيل المثال، تبث محطة KNX ، وهي محطة الأخبار التابعة لشبكة سي بي إس الإذاعية في لوس أنجلوس، صوت "الرنين" هذا في رأس الساعة. مع ذلك، ونظرًا لتخزين البث الرقمي مؤقتًا على بعض أجهزة الكمبيوتر، قد يتأخر هذا الإشارة لمدة تصل إلى 20  ثانية عن بداية الساعة الفعلية (ويُفترض أن هذا هو الحال نفسه في جميع محطات راديو سي بي إس، حيث يتم إنتاج وتوزيع البث الرقمي لكل محطة بطريقة مماثلة). وعلى عكس محتوى البرامج الذي يتأخر بثه لأسباب تتعلق بالمحتوى، تُبث إشارة الوقت مباشرةً عبر الأثير، مما يعني أنه قد يتم التشويش عليها أحيانًا أثناء حدث إخباري مباشر أو تعليق رياضي. تبث محطة KYW-AM في فيلادلفيا إشارة الوقت في بداية الساعة مصحوبةً بنغمتها الإعلانية .

تستخدم محطة الأخبار/الحوار KSL (AM-FM) المملوكة لشركة Bonneville International في مدينة سولت ليك صوت "رنين" صادر من جرس نافو في ساحة المعبد في مدينة سولت ليك، والذي كان عنصراً أساسياً في المحطة منذ أوائل الستينيات.

في كندا، كانت شبكة راديو CBC Radio One الوطنية غير التجارية الناطقة باللغة الإنجليزية تبث إشارة التوقيت اليومية للمجلس الوطني للبحوث من 5  نوفمبر 1939 ^{[ 16 ]} حتى 9  أكتوبر 2023. ^{[ 17 ]} وكان البث المتزامن يُجرى يوميًا في تمام الساعة الواحدة ظهرًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة . أما نظيرتها الناطقة بالفرنسية، راديو كندا ، فتبث إشارة مماثلة عند الظهر. كما تبث محطة راديو CKNW في فانكوفر إشارات التوقيت، باستخدام رنين كل نصف ساعة. وقد تتأخر إشارات التوقيت في بث CBC لمدة تصل إلى 3 ثوانٍ بسبب تأخيرات معالجة الشبكة بين جهاز الإرسال الإذاعي المحلي ومصدر إشارة التوقيت في أوتاوا. كانت شبكة إذاعة السكك الحديدية الوطنية الكندية ، سلف هيئة الإذاعة الكندية ، تبث إشارة الوقت عبر محطة CNRO (التي كانت تُعرف سابقًا باسم CKCH) في الساعة 9 مساءً يوميًا، وكذلك على محطتها في مونكتون، CNRA، بدءًا من عام 1923. أُغلقت CNRA في عام 1931، لكن البث استمر على CNRO عندما استحوذت عليها هيئة الإذاعة الكندية في عام 1933، ثم هيئة الإذاعة الكندية في عام 1936، قبل أن تصبح محطة وطنية في عام 1939. ^{[ 18 ]} 

في أستراليا، كانت العديد من محطات الراديو التي تبث المعلومات تبث إشارات التوقيت في بداية كل ساعة، كما كانت خدمة الساعة الناطقة متاحة حتى أكتوبر  2019. ومع ذلك، فقد تم إيقاف خدمة إشارات التوقيت المخصصة لـ VNG . ^{[ 19 ]}

في كوبا، راديو ريلوخ هي محطة إذاعية تبث إشارة زمنية خلال نشرات الأخبار. ويعني اسم راديو ريلوخ "راديو الساعة".

يمكن أن تتأخر المواد البرنامجية، بما في ذلك إشارات الوقت، التي يتم إرسالها رقميًا (مثل DAB ، راديو الإنترنت ) لعشرات الثواني بسبب التخزين المؤقت وتصحيح الأخطاء، مما يجعل إشارات الوقت التي يتم استقبالها على الراديو الرقمي غير موثوقة عندما تكون الدقة مطلوبة.