Giorno solare e tempo solare
Il giorno solare vero è l'intervallo di tempo compreso fra due passaggi consecutivi del Sole al meridiano, e dura all'incirca 24 ore. Esso non è una misura costante, ma è un po' più lungo in inverno e un po' più corto in estate. Ciò è dovuto a due cause: la velocità variabile con cui la Terra descrive la sua orbita intorno al Sole e il fatto che il moto apparente del Sole avviene sull’eclittica e non sull’equatore celeste. Ne segue che l’ascensione retta del Sole non varia in modo costante. Gli astronomi hanno quindi definito un corpo fittizio detto Sole Medio, che si muove lungo l’equatore celeste con velocità costante a partire dal quale vengono calcolati il giorno solare medio e il tempo solare medio.
Il giorno solare medio, che rappresenta la media aritmetica di tutti i giorni solari di un anno, è quindi una misura costante, adatto alle esigenze della vita civile, ed è preso come unità-base per la misurazione del tempo. La sua durata risulta così di 24 ore esatte, ognuna delle quali (ora solare media) viene suddivisa a sua volta in 60 minuti, suddivisi anche questi in 60 secondi.
Il Tempo Solare Medio (TM) è definito come l’angolo orario (HM) del centro del Sole Medio aumentato di 12 ore, in modo che ogni giorno cominci alla mezzanotte
\( T_M= H_M+12^h \)
Il Tempo Solare Vero (TV) è definito come l’angolo orario (HV) del centro del Sole Vero più 12 ore:
\( T_V = H_V + 12^h \)
Una visualizzazione degli effetti dovuti alla variabilità del moto apparente del Sole è l'Analemma, la figura che si ottiene riportando la posizione del Sole nei diversi giorni dell'anno alla stessa ora (tipicamente il mezzogiorno di tempo solare medio).
L'andamento lungo la direzione verticale è dovuta alla variazione della declinazione solare, mentre lungo la direzione orizzontale è dovuto alla diversa velocità con cui la Terra percorre la sua orbita.
L'inclinazione dipende dalla latitudine di osservazione. Si può ottenere l'Analemma sovrapponendo delle pose fatte alla stessa ora per un anno con la camera puntata nella stessa direzione.