Tempo del Sole e tempo dell'orologio

La meridiana fornisce normalmente il Tempo Solare Vero locale: segna mezzogiorno (ore 12) nell’istante in cui il Sole raggiunge la massima altezza in cielo (culminazione), quando è a metà strada tra il suo sorgere e il suo tramontare, quando si trova esattamente a Sud o ancora quando si trova sul meridiano locale. Per questo motivo una meridiana che si trova per esempio a Trieste segna mezzogiorno prima di una meridiana che si trova a Torino, poiché l’astro passa ad istanti diversi sui diversi meridiani della Terra. L' orologio, che segna un'ora convenzionale, indica invece mezzogiorno nello stesso istante a Trieste come a Torino. Questa  prima differenza tra il tempo del Sole e quello dell’orologio è dovuta dunque al fatto che, per evidenti ragioni di opportunità, l’orologio è regolato sul Sole di un meridiano di riferimento valido per tutta una zona (fuso). Per l'Italia e per tutta l'Europa centrale tale meridiano  passa per Catania ed è indicato nel disegno come meridiano 0. Poichè ad ogni grado di longitudine corrispondono 4 minuti di tempo, su una località spostata per esempio ad ovest del meridiano 0 di 5°, il Sole culminerà con 20 minuti di ritardo rispetto allo stesso.

Tenendo conto delle differenze succitate, la meridiana può essere quindi in ritardo o in anticipo sull’orologio, fino ad un massimo di circa 25 minuti, ad esempio, per Castelfranco. Una caratteristica curva ad otto, spesso disegnata accanto alla linea oraria delle 12 di una meridiana, può fornire, almeno sul mezzogiorno, l’ora dell’orologio.

Vi è ancora un’altra differenza dovuta al moto apparente del Sole attorno alla Terra, che non è costante come l’orologio. L’intervallo di tempo tra due successive culminazioni del Sole su un certo meridiano (giorno solare vero) non è di 24 ore, ma varia nel corso dell’anno. In altre parole il Sole torna a culminare sul meridiano locale in anticipo o in ritardo rispetto alle 24 ore dell’orologio (giorno solare medio).La differenza tra giorno vero e giorno medio, riportata nel grafico, viene chiamata Equazione del Tempo. L’irregolarità del moto del Sole è dovuta al fatto che la Terra si muove attorno al Sole con velocità variabile e asse di rotazione inclinato rispetto al piano della sua orbita.