L’esigenza di una scala di tempo solare uniforme, anche ad uso civile, è stato introdotto il giorno solare medio: un intervallo di tempo costante e pari alla media di un gran numero di giorni solari veri. Fondamento di questa scala uniforme è la definizione di un Sole medio, distinto dal Sole osservabile che sarà chiamato invece Sole vero. Il Sole medio non percorre l’eclittica ma l’equatore e la sua velocità è velocità costante. Il Sole medio, inoltre, è sincronizzato con l’anno tropico: esso infatti, all’equinozio di marzo, torna al punto vernale nello stesso istante del Sole vero.

La costruzione ideale del Sole medio procede in due fasi:

  1. Si immagini dapprima un Sole ideale (chiamato fittizio o dinamico) che percorre l’eclittica con moto uniforme. Il suo moto è tale da incontrare il centro del Sole vero in due istanti dell’anno: all’afelio e al perielio. Nel percorso tra l’afelio e il perielio il Sole fittizio ritarda rispetto al Sole vero. Nel tratto rimanente, dal perielio all’afelio, è il Sole vero a ritardare rispetto al Sole fittizio. L’ascensione retta del Sole fittizio non cresce in modo uniforme perché esso percorre l’eclittica, non l’equatore. E’ necessaria una seconda correzione.
  2. Si immagini ora il Sole medio. Esso percorre con moto uniforme l’equatore ed incontra il Sole fittizio al punto vernale nell’istante dell’equinozio di marzo.

Il Sole vero e il Sole fittizio si sovrappongono all’afelio e al perielio. Il Sole fittizio e il Sole medio si sovrappongono all’equinozio di marzo (punto vernale $\gamma$)

L’ascensione retta del Sole medio cresce in modo uniforme di $360^\circ=24^h=86\,400^s$ durante un anno tropico. Si è visto che la lunghezza dell’anno tropico è pari a $365\text{,2422}$ giorni solari, perciò una semplice divisione ci fornisce l’aumento giornaliero di ascensione retta del Sole medio:

$$\frac{24^h}{365\text{,2422}}=\frac{86\,400^s}{365\text{,2422}}=\text{236,56}^s=3^m\text{56,56}^s$$

Questo valore, espresso in primi d’arco, equivale a $59’\text{8,4}”$ cioè poco meno di un grado.

Usando il Sole medio, si definiscono così un giorno solare medio e un tempo solare medio come segue:

Il giorno solare medio è l’intervallo di tempo compreso tra due passaggi successivi del Sole medio allo stesso meridiano.

Il tempo solare medio, o semplicemente tempo medio o ora media, è uguale all’angolo orario del Sole medio.

I vantaggi fondamentali della scala di tempo medio sono due: è un tempo che segue il ritmo dei giorni solari veri ma è uniforme e quindi può essere sincronizzato con un orologio meccanico.

La differenza tra il tempo solare del Sole vero ($t_v$) e il tempo medio ($t_m$) è chiamata equazione del tempo della quale si discuterà nella prossima pagina.

$$E_t = t_v-t_m$$

La scala di tempo solare medio è obsoleta. Dal 1972 è stata sostituita con la definizione della scala di tempo universale UT, e della scala di tempo universale coordinato UTC. In queste pagine userò comunque la vecchia espressione che trovo più significativa quando abbinata all’espressione tempo solare vero.