Dato che le nostre attività quotidiane seguono il ritmo dell’alternarsi del giorno e della notte, è più conveniente costruire i nostri orologi in modo che scandiscano ore solari e giorni solari piuttosto che ore siderali e giorni siderali. Sfortunatamente il tempo solare vero non scorre in modo uniforme perché il giorno solare vero, l’intervallo di tempo compreso tra due successivi passaggi del Sole allo stesso meridiano, non è costante. Le ragioni di questa irregolarità vanno cercate analizzando i motivi per cui il moto apparente annuo del Sole lungo l’eclittica non è uniforme e di conseguenza non è uniforme l’aumento della componente in ascensione retta di questo moto. Infatti è la componente in ascensione retta quella che, alla fine, produce lo scorrere del tempo solare. Le cause sono sostanzialmente due.

1) La Terra percorre un’orbita ellittica e, seguendo la secoda legge di Keplero, la sua velocità orbitale non è costante ma varia da un massimo, al perielio, ad un minimo all’afelio. Ciò comporta una corrispondente mancanza di uniformità del moto apparente annuo del Sole lungo l’eclittica. Al perielio, cioè verso i primi giorni gennaio, il Sole percorre $1^\circ\text{1’19”}$ di longitudine eclittica al giorno mentre verso l’afelio ne percorre $0^\circ\text{57’11”}$. Di conseguenza, anche l’intervallo di tempo tra due passaggi consecutivi del Sole al meridiano non è costante.

La Terra è qui rappresentata lungo la sua orbita ellittica attorno al Sole. La Terra, in un giorno siderale, percorre l’arco compreso tra la posizione $A$ e la posizione $B$. In un’altra zona dell’orbita, la Terra percorre, sempre in un giorno siderale, l’arco da $C$ a $D$. L’arco $\overset{\frown}{AB}$ è molto più lungo dell’arco $\overset{\frown}{CD}$ perché la velocità orbitale della Terra è maggiore nei pressi del perielio rispetto ad altri tratti di orbita. Facendo riferimento alla stella $S_1$ un osservatore in $B$ misura uno spostamento del Sole verso oriente di un angolo $\Delta_1$ in un giorno siderale. L’osservatore in $D$ misura invece uno spostamento minore ($\Delta_2$) del Sole rispetto alla direzione della stella $S_2$. (Per ragioni di chiarezza, la forma dell’orbita e tutti gli angoli e i tratti di orbita sono esagerati).

2) Anche se l’orbita terrestre fosse circolare e il suo moto uniforme, cioè se il Sole percorresse apparentemente l’eclittica con moto uniforme, il suo angolo orario non aumenterebbe in modo costante. La ragione di questo fatto è puramente geometrica: l’eclittica è inclinata di $23^\circ\text{,5}$ rispetto all’equatore e dunque, archi di eclittica uguali tra loro non proiettano archi uguali sull’equatore. Il movimento del Sole lungo l’eclittica si scompone in un moto in declinazione e in un moto in ascensione retta: dove la variazione di declinazione è massima, la variazione di ascensione retta è minima. Perciò, intorno agli equinozi (variazione massima della declinazione) la variazione in ascensione retta è minima, e viceversa.

L’arco di eclittica $\overset\frown{CD}$, a cavallo del punto solstiziale di giugno $S$, si proietta nell’arco di equatore $\overset\frown{C’D’}$. In questo caso $\overset\frown{CD}<\overset\frown{C’D’}$. Viceversa, l’arco di eclittica $\overset\frown{AB}$ che è a cavallo del punto vernale $\gamma$ è maggiore della sua proiezione $\overset\frown{A’B’}$ sull’equatore.

Queste due componenti contribuiscono alle variazioni del moto in ascensione retta del Sole. Come risultato finale, la variazione di ascensione retta del Sole è maggiore verso la fine di dicembre, raggiungendo i $4^m27^s$ al giorno, ed è minima a metà settembre con $3^m35^s$ al giorno. La conseguenza principale di tale irregolarità è che i giorni solari veri sono diversi tra loro. La differenza tra il più lungo e il più corto di essi è di $51$ secondi. Il giorno solare vero più lungo dell’anno cade verso il solstizio di dicembre con $30$ secondi in più rispetto ad un valore medio e il più breve in vicinanza dell’equinozio di settembre con $21$ secondi in meno.

Lo scorrere del tempo solare vero non è uniforme.