O dia solar está baseado na ideia de que quando o Sol, no seu movimento aparente diurno de Este para Oeste, atinge o seu ponto mais alto na esfera celeste (isto é, quando cruza o meridiano) é meio-dia. O dia solar, tempo que decorre entre duas passagens meridianas consecutivas, varia ao longo do ano. Esta variação resulta da excentricidade da órbita da Terra (não é perfeitamente circular e portanto a velocidade da Terra é variável ao longo da órbita) e também da inclinação do eixo de rotação da Terra relativamente ao plano da sua órbita (Eclíptica).

Como para o “tempo civil” é imperioso que a duração dos dias se mantenha constante, este baseia-se no movimento de um corpo fictício – o Sol Médio, que se move com uma velocidade angular constante e igual à velocidade média do Sol. Assim, as variações da duração do “dia solar” relativamente ao “dia médio” determinam diferenças entre o “tempo solar” e o ”tempo civil”. As diferenças não se acumulam ao longo dos anos, porque o "tempo civil" foi estabelecido de tal forma que durante um ciclo de 4 anos, com a inclusão de um ano bissexto, os tempos civil e solar se igualam praticamente (de facto é necessário um segundo ajuste retirando-se o ano bissexto aos anos terminais de cada século, excepto no caso do ano ser divisível por 400; assim, o ano 1900 não foi bissexto mas o de 2000 manteve-se bissexto por ser divisível por 400).

eqtempo

O gráfico resulta da chamada equação do tempo, que representa a diferença entre o dia solar verdadeiro e o dia solar médio. Repare-se que entre o fim de Março e meados de Setembro, o Sol nunca está más de seis minutos “afastado” do tempo "tempo civil" e em Fevereiro e Outubro/Novembro a diferença ronda mais de 10 minutos.  Esta questão será mais desenvolvida a propósito do Analema Solar.

De acordo com a definição de tempo civil, lugares de longitudes diferentes têm horas diferentes, porque têm meridianos diferentes. Inicialmente, cada nação tinha a sua hora, que era a hora do seu meridiano principal. Por outro lado, como as diferenças em longitude entre os meridianos de regiões diferentes nem sempre será um número exacto de horas, adoptou-se dividir a Terra em fusos horários. Cada fuso compreende 15 graus (1 h). E o fuso horário zero é o do meridiano que passa por Greenwich e define o chamado Tempo Universal. Os fusos variam de 0h a +12h para leste de Greenwich e de 0h a -12h para oeste de Greenwich. Todos as regiões de um determinado fuso têm a hora do seu meridiano central.

fusos