Ziua solara reprezinta raportul dintre timpul pe care il necesita o rotatie totala a Pamantului si raza reprezentata ca si vector dintre Pamant si Soare. Ziua solara este desigur in cele din urma modul sau rezultatul perioadei alternantei dintre noapte si zi. Astfel ca putem defini si timpul solar al unui anumit obiect sau punct de pe Terra, care reprezinta in cele din urma masura pe care o are pozitia aparenta a Soarelui, pentru un anumit obiect ce observa si este gasit in acel punct sau obiect.
Totusi numeroase dileme au iesit in urma acestor observatii, deoarece timpul solar adevarat poate sa capete cu totul alte conotatii, el reprezentand de fapt unghiul orar pe care un observator il remarca in raport cu soarele. Drept urmare unghiul despre care vorbim reprezinta nimic altceva decat exprimarea in unitate de timp (sau mai bine spus in unitati de timp), care este masurat cu 24 de ore, echivalentul a 360 de grade.
In cele din urma putem clasa si ziua solara adevarata care se rezuma la timpul care trece intr-un interval clasat intre doua puncte cu inaltime superioara ce stau deasupra orizontului pe care un astru il atinge pe bolta cereasca. Definitiile pot parea foarte complicate si multi prefera sa se rezume la ceea ce au dat deja o forma timpului si spatiului sau pur si simplu sa le utilizeze. La urma urmei este vorba despre o fizica ce poate sa para destul de complicata pentru cei mai multi dintre noi. Insa timpul trecut intre cele doua culminatii despre care vorbeam care sunt succesive, cat si superioare, au dat nastere unei noi teorii si anume a faptului ca ziua siderala este cu patru minute mai scurta fata de ziua solara despre care am vorbit pana acum. Acest lucru se datoreaza miscarii de revolutie a planetei noastre. Totusi fizicienii explica din punctul de vedere al pozitiilor aparente pe cer faptul ca ascensiunea Soarelui este dreapta iar ea se dezvolta cu aproape un grad pe zi iar de aici avem si o consecinta si anume faptul ca timpul culminatiei de sus care este sideral se mareste si el cu aproape patru minute in trecerea de la o zi la alta zi.
Culminatia reprezinta, pentru o mai buna intelegere, trecerea unui astru la meridianul unui loc. Punctul de culminatie sau culminatia superioara este astfel punctul cel mai inalt pe care un astru il atinge in momentul in care se misca pe cer. Poate astfel sa fie vazut asemeni unui moment de maxima incordare. Acestea fiind spuse ne putem raporta la faptul ca ziua solara isi are inceputul la culminatia solara a soarelui, acesta fiind in cazul de fata astrul care trece la meridanul unui loc, prin urmare incepe la amiaza, timpul solar fiind in cele din urma de zero ore la amiaza si de 12 ore la miez de noapte.
Atunci cand pamantul se inclina pe o orbita care nu este uniforma si are o viteza haotica, iau nastere o serie de variatii care pot creste sau micsora cu pana la zeci de secunde o zi solara. De aici se poate spune ca ziua solara medie reprezinta de fapt media pe an a unei intregi zi solare, sau a timpului (duratei) acesteia. Astfel ca avem calculata o zi solara medie ce are in total 24 de ore mai exact 1440 de minute sau 86.400 de secunde.
Datorita zilei solare medii reusim sa ne ancoram in timp, avand in vedere ca pe aceasta o folosim cu totii sau cel putin ne raportam la ea. Ea aproximeaza in cele din urma destul de aproape de perfectiune felul in care alterneaza ziua cu noaptea, pentru ca noi oamenii sa putem sa ne coordonam intreaga viata zilnic, si sa ne putem clasifica si ordona activitatile de rutina. Totusi ea are o durata constanta pentru a putea fi calculata sau masurata in momentul in care se scurge, prin intermediul unui ceas. La inceput ora a fost facuta ca fiind 1 impartit la 24 de ore, unde unu reprezinta o zi solara, iar minutul a fost unu impartit la 60 unde unu este minutul, la fel si pentru secunda, care era in cele din urma 1 impartit la 60, sau mai bine spus 1 impartit la 86.400, unde aici unu reprezinta ziua solara iar 86.400 sunt secundele din cursul ei. Totusi dupa ce a fost inventat ceasul atomic, s-au observat fluctuatii minore in ceea ce priveste durata de scurgere a unei zile solare.
Cauzele au fost modificarea miscarii de rotatie a Terrei cat si variatia acesteia. In cele din urma avem secunda care reprezinta mai exact ca si definitie tehnica – 9.192.631.770 de etape sau perioade ce apartin radiatiei, aceasta fiind corespondenta „unei tranzitii ce are loc intre cele doua nivele foarte fine date de catre starea primordiala a atomului de cesiu133 atunci cand se afla in repaus la temperatura de zero grade Kelvin.
O zi solara variaza in momentul de fata cu cateva milisecunde fata de valoarea initiala data de 86.400 de secunde. Rotatia Terrei este incetinita in momentul de fata de catre franarea ce are ca principala cauza mareea. In cele din urma un secol va avea cu doua milisecunde mai mult.
Timpul solar mediu reprezinta de fapt un timp solar care a suferit unele corecturi, astfel incat el sa se poata scurge uniform. Acest lucru a fost posibil datorita faptului ca a fost definit un soare imaginar, acesta avand o deplasare cu viteza stabila, constanta. El se deplaseaza pe eliptica si este la fel cu soarele real in clipa in care Pamantul trece prin periheliul orbitei pe care o are. Totusi ecuatia nu a fost posibila fara definirea unui alt soare imaginar, care poarta denumirea de Soare Mediu, acesta avand sarcina de a trece prin ecuatorul cerului, cu o viteza la fel de stabila, fara variatii, reusind sa treaca prin „punctul vernal” odata cu primul soare imaginar definit. Astfel se poate calcula timpul solar mediu, care in cele din urma reprezinta unghiul orar al soarelui mediu. Ca sa va faceti o idee mai buna asupra timpului determinam astfel ecuatia timpului care reprezinta diferenta dintre timpul solar mediu si timpul solar adevarat. In ambele cazuri insa la amiaza avem ora zero iar la miezul noptii avem ora 12, iar in cele din urma ziua solara medie isi va avea inceputul exact la amiaza.
Totusi avand in vedere aceste fluctuatii a fost necesara si definirea unui timp civil pentru oameni. Ganditi-va numai ca timpul sau mai bine zis ora difera dintr-o localitate in alta, pe teritoriul unei tari, iar diferentele pot fi de pana la 30 de minute. Prin urmare timpul civil reprezinta timpul solar mediu din care se scad 12 ore. Acesta este caracteristic unui observator, care in cele din urma realizeaza egalitate dintre timpul civil al unui punct si timpul civil al altui punct insa cu o singura conditie si anume ca acestea sa se afle pe acelasi meridian. Avand in vedere diferentele de la o localitate la alta, s-a definit in cele din urma si timpul legal, care de fapt determina unicitatea timpului pentru o zona determinata. De exemplu in Romania ora din Galati difera de cea din Arad cu 25 de minute, insa la nivel national ora este tot aceeasi.
