L'anno sidereo e l'anno solare non hanno un numero intero di giorni perciò si adotta l'anno civile di 365d, tranne negli anni bisestili dove i giorni sono 366. Il giorno aggiuntivo è assegnato secondo le regole che vedremo nella sezione dei calendari.
Il giorno civile è il giorno solare medio, diviso per convenzione in 24 ore, con inizio a mezzanotte (decisione della Conferenza di Washington).
Si differenza da quello astronomico, che fino al 1925 iniziava a mezzogiorno e quindi era arretrato di 12h rispetto al giorno civile. Tale modalità cessò per deliberazione dell'Unione Astronomica Internazionale.
Per gli Ebrei il giorno inizia al tramonto mentre per i Romani e altri popoli cominciava con l'alba.
L'ora civile è l'ora del fuso orario (ora solare media) in cui si trova la località. Ogni fuso, essendo ampio 15°, si estende di 7° 30' a Est e 7° 30' a Ovest rispetto al meridiano centrale, perciò tra l'ora solare vera e l'ora civile c'è una differenza fino a 30m agli estremi.
I fusi orari
In passato i ritmi della vita erano scanditi dal moto apparente del Sole. La maggior parte della gente non possedeva un orologio o comunque non se ne serviva come facciamo noi ora. Bastava il suono delle campane per suddividere la giornata.
La società attuale ha esigenze ben diverse. L'ora locale non può essere usata come riferimento della misura del tempo, altrimenti sarebbero impossibili gli scambi commerciali e i trasporti tra Paesi diversi o anche all'interno dello stesso Stato. Per questo, fin dal XIX secolo, è stato fissato un sistema orario comune convenzionale basato sui fusi orari.
Un fuso orario è uno spicchio immaginario di superficie terrestre, ampio 15 meridiani, che viene attraversato dal Sole in un'ora. Dividendo 360° di rotazione terrestre con i 15° di longitudine, si ottengono 24 fusi orari. Poiché a 15° corrisponde un'ora, si hanno 4m per 1°.
Per convenzione, i luoghi della Terra appartenenti a un determinato fuso, prendono l'ora (tempo solare medio) del meridiano passante per il centro del fuso (ora civile convenzionale).
Il meridiano 0, assunto come riferimento nella Conferenza Internazionale a Washington del 1884, è il meridiano di Greenwich (ne abbiamo parlato anche qui) e il fuso 0 è quello centrato su questo meridiano (0° di longitudine).
I fusi orari sono numerati da 0 a 23 spostandoci da Ovest verso Est. Possono anche essere numerati da +1 a +12 a Est di Greenwich e da -1 a -12 a Ovest, oppure ci si può servire delle lettere: Z per Greenwich, da A a L verso Est e da N a X verso Ovest. Il fuso opposto a quello di Greenwich è indicato con M nella metà di levante e con Y nella metà di ponente.

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Rispetto a un fuso di riferimento, le ore di un determinato fuso sono aumentate se il luogo è a levante e diminuite se si trova a ponente. Ad esempio, il Perù è a -6 ore rispetto all'Italia e l'Indonesia è a +6 ore.
I fusi non sono delimitati da linee perfette, ma hanno un andamento irregolare per adattarsi ai confini degli Stati. Quelli che hanno una grande estensione territoriale, come gli USA o la Russia, devono adottare più fusi orari oppure alcuni utilizzano un solo fuso pur estendendosi su due.
Non tutte le nazioni seguono la divisione oraria, ma possono essere sfasati di 30 o 45 minuti, come si vede nella cartina sopra.
L'Italia si trova quasi completamente nel fuso orario +1 (UTC+1) e il meridiano centrale del fuso è quello passante per l'Etna (tempo medio dell'Etna). Dal 1° Novembre 1893 l'Italia usa per tutto il territorio l'ora di questo fuso, mentre in precedenza il riferimento era l'ora media del meridiano di Monte Mario (Roma).
Nonostante l'Italia sia più lunga che larga, si rileva una discreta differenza tra la longitudine dei comuni a Ovest e a Est e quindi una differenza nell'ora solare vera rispetto a quella del fuso. Ad esempio:
- Bardonecchia: 6° 37' 36'' E (6,626667° E)
- Otranto: 18° 31' 14'' E (18,520556° E)
La differenza è di 11° 53' 38'' (11,893886°) e, considerando 4m ogni grado, si ottiene 47m 35s. Questo significa che a Otranto il Sole sorge ben 47m 35s prima di Bardonecchia.
Se voglio conoscere l'ora solare vera di queste due località, supponendo che siano le ore 12:00:00 secondo l'ora ufficiale italiana (ora civile del fuso), procedo in maniera analoga. Sapendo che il meridiano centrale del nostro fuso orario è a 15° di longitudine Est, calcolo la differenza tra questo e le due località e poi la converto in minuti.
- Bardonecchia: 15° - 6° 37' 36'' = 8° 22' 24'' (8,373333°) × 4 = 33,493332m = 33m 30s
- Otranto: 18° 31' 14'' - 15° = 3° 31' 14'' (3,520556°) × 4 = 14,082224m = 14m 5s
Quando l'orologio segna le 12:00:00
- a Bardonecchia sono: 12:00:00 - 00:33:30 = 11:26:30
- a Otranto sono: 12:00:00 + 00:14:05 = 12:14:05
* Se la località si trova a Est si fa la somma, a Ovest la sottrazione.
** Online si trova ogni tipo di convertitore per fare queste trasformazioni.
Una annotazione. Lo scarto tra ora solare vera e ora civile è al massimo di 30m. Bardonecchia dista invece poco più di 6°, circa 33 minuti e mezzo. Questo significa che la località si trova in una zona che dovrebbe essere del fuso 0 di Greenwich ma, come abbiamo visto, i fusi si adeguano ai confini degli Stati per evitare questi inconvenienti.
Più semplicemente possiamo scrivere:
ora solare vera = ora civile +/- longitudine
La longitudine in gradi va convertita in minuti moltiplicando per 4 (1° = 4m).
Se però voglio conoscere l'ora locale vera di Bardonecchia e Otranto devo fare una correzione con l'Equazione del Tempo. In questo caso è necessario indicare anche il giorno e ricavare l'Equazione del Tempo da un almanacco o un grafico.
ora locale vera = ora civile +/- longitudine +/- Equazione del Tempo
Supponiamo che sia l'11 Gennaio 2022. L'Equazione del Tempo per quel giorno è - 00:07:42, cioè il Sole è in ritardo rispetto all'ora civile.
Avendo già operato con i primi due addendi, possiamo scrivere:
ora locale vera = ora solare vera +/- Equazione del Tempo
Quando l'orologio segna le 12:00:00 l'11/01/2022, l'ora locale vera
- a Bardonecchia è: 11:26:30 - 00:07:42 = 11:18:48
- a Otranto è: 12:14:05 - 00:07:42 = 12:06:23
Traduciamo i calcoli in parole.
Quando l'orologio segna mezzogiorno, ora italiana (Sole medio), a Bardonecchia, trovandosi a Ovest, non è ancora mezzogiorno perché il Sole vero non ha raggiunto il suo culmine sul meridiano, perciò si sottraggono i minuti derivati dalla longitudine. L'11 Gennaio la meridiana è in ritardo e quindi si sottraggono anche i minuti dell'ET.
A Otranto, invece, mezzogiorno è già passato, perciò si aggiungono i minuti della longitudine, ma la meridiana è in ritardo, perciò si sottraggono i minuti dell'ET.
* Per evitare errori nel calcolo dei tempi, si ricordino queste regole.
Rispetto al tempo solare medio dell'orologio, il tempo solare vero è in ritardo rispetto al tempo civile se la località è a Ovest, perché qui il Sole arriva più tardi, perciò bisogna sottrarre il tempo derivato dalla longitudine per avere il tempo solare vero. Viceversa se si trova a Est.
Per il tempo locale vero, bisogna guardare l'analemma. Se il giorno si trova nella metà sinistra del grafico, la meridiana è in anticipo (Sole veloce), perciò di devono aggiungere i minuti dell'ET. Viceversa se si trova a destra (Sole lento).
Tempo universale coordinato
Affinché ci sia un unico orario di riferimento, per motivi scientifici, di telecomunicazione, trasporti, GPS e altro, l'Unione Internazionale delle Comunicazioni, a partire dal 1972 ha stabilito di adottare il Tempo Universale Coordinato (UTC), cioè il tempo civile (tempo solare medio) del fuso orario centrato sul meridiano fondamentale, passante per Greenwich. Approssimativamente corrisponde all'ora media di Greenwich (GMT), ma si conviene di usare l'UTC, in quanto misurato con gli orologi atomici.
Ad esempio, sull'immagine del radar di Teolo (Pd) troviamo 10:50 UTC. Significa che è stata scattata alle 10:50 dell'ora di Greenwich, ma per Teolo, che si trova nel primo fuso orario, l'ora è UTC+1 (UTC+2 con l'ora legale), corrispondente alle 11:50.
La linea di cambiamento di data
L'antimeridiano di Greenwich (180° meridiano) rappresenta la linea internazionale del cambiamento di data. Il 12° fuso orario, quello opposto al fuso 0 di Greenwich, viene diviso in due parti aventi la stessa ora ma data diversa.
Conseguenza delle convenzioni di Washington, il giorno nasce sul meridiano 180°, quando lì è mezzanotte. Solo in quell'istante su tutta la Terra si ha la stessa data.

(Clicca sull'immagine per animarla)
Quando un aereo si sposta verso Est, a ogni fuso aggiunge un'ora perciò, all'attraversamento di questa linea, deve retrodatare il calendario di un giorno, mentre se si sposta dall'America verso l'Asia, trovandosi in ritardo, deve posticipare la data di un giorno. In pratica:
- se ci si sposta verso Est si porta indietro la data di un giorno,
- se ci si sposta verso Ovest si porta avanti la data di un giorno
quando si attraversa tale linea.
La linea di cambiamento di data attraversa l'Oceano Pacifico, scostandosi in alcune aree per non attraversare regioni abitate.
Immaginiamo di possedere un aereorazzo che viaggi a una velocità di 20.000 km/h e di voler fare due volte il giro del mondo andando prima verso Est e poi verso Ovest.
La partenza è fissata a Lunedì 7 Febbraio, alle 13:00:00, ora italiana, da Padova (fuso 1). A questa velocità, il giro completo si compie in un'ora.
Cominciamo il primo viaggio verso Est senza toccare l'orologio che portiamo al polso. Dopo un'ora siamo di ritorno a Padova e il nostro orologio segna Lun 7/02 14:00:00.
Nulla di strano. La logica, la fisica-chimica e la biologia ci dicono che in un'ora si invecchia di un'ora: a queste velocità non ci sono strane dilatazioni temporali. Andando verso Ovest succederebbe la stessa cosa.
Ripetiamo il viaggio verso Est regolando l'ora (non i minuti!) su ogni fuso attraversato senza toccare il datario.
L'orologio alla partenza segna fuso 1 Lun 7/02 13:00:00, attraversiamo il fuso 2 Lun 7/02 14:02:30, fuso 3 Lun 7/02 15:05:00 … fuso 11 Lun 7/02 23:25:00, fuso 12 Mar 8/02 00:27:30 … fuso 0 Mar 8/02 12:57:30, fuso 1 Mar 8/02 14:00:00.
Non essendo intervenuti sul datario, dopo mezzanotte scatta automaticamente al giorno successivo, perciò al rientro a Padova dopo un'ora il nostro orologio segna Mar 8/02 14:00:00. Cosa è successo? Quello che è capitato a Fhileas Fogg ne “Il giro del mondo in 80 giorni”. Aggiungendo un'ora per ogni fuso, dopo il giro completo si sono aggiunte 24 ore, cioè un giorno. Per questo motivo, attraversando la linea internazionale di cambiamento di data, si deve retrodatare la data di un giorno: fuso 11 Lun 7/02 23:25:00, fuso 12 Lun 7/02 00:27:30, ripetendo il giorno settimanale.
Facciamo di nuovo il viaggio con le stesse modalità ma andando verso Ovest. Questa volta si deve togliere un'ora per ogni fuso orario. I minuti di viaggio, ovviamente, continuano ad aumentare.
Partenza da Padova fuso 1 Lun 7/02 13:00:00, attraversiamo il fuso 0 Lun 7/02 12:02:30, fuso 23 Lun 7/02 11:05:00 … fuso 13 Lun 7/02 01:30:00, fuso 12 Dom 6/02 00:32:30 … fuso 2 Dom 6/02 14:57:30, fuso 1 Dom 6/02 14:00:00.
Anche qui scatta il datario, ma all'indietro di un giorno perché, sottraendo un'ora a ogni fuso, si è cancellato un giorno alla fine del viaggio, quindi al rientro a Padova l'orologio segna Dom 6/02 14:00:00. Siamo rientrati il giorno prima della partenza! Per questo, attraversando la linea internazionale, si deve posticipare la data di un giorno: fuso 13 Lun 7/02 01:00:30, fuso 12 Lun 7/02 00:32:30.
L'ora legale
Durante le due guerre mondiali è stata introdotta l'ora legale, consistente nel portare avanti gli orologi di 1h per un certo tempo nel periodo estivo, allo scopo di guadagnare un'ora di luce, in modo da risparmiare energia elettrica, considerando che nelle città le attività iniziano dopo l'alba e si prolungano oltre il tramonto.
In Italia è entrata in uso per la prima volta il 4 Giugno 1916 (ora di guerra) e poi adottata definitivamente e continuativamente dal 1966.
Dal 1996 è entrata in vigore in tutta l'Unione Europea e nel 2000 (2010 in Italia) si è fissato il periodo: ultima domenica di Marzo - ultima domenica di Ottobre, spostando le lancette dalle 2:00 (1:00 UTC) alle 3:00 (2:00 UTC) e viceversa per ripristinare l'ora solare.
Alcuni paesi non la adottano o, viceversa, la conservano tutto l'anno.
Il termine “ora legale” è improprio perché anche le ore invernali sono “legali” e lo stesso vale per “ora solare”, come se quella estiva non fosse “solare”. Meglio allora “ora estiva”.
L'Unione Europea ha proposto di abolirla (dal 2022?), lasciando libera scelta ai singoli stati. La proposta è stata avanzata dai paesi scandinavi, che non traggono alcun vantaggio nel prolungamento dell'orario estivo. Inoltre, questi cambiamenti sembrano produrre effetti nocivi sui bioritmi umani. Alcune persone la preferiscono perché la ritengono più “naturale”. Abbiamo visto, però, che l'ora solare non è per niente naturale, trattandosi dell'ora civile del fuso, che può essere molto diversa, anche all'interno dello stesso Stato, dall'ora locale vera del luogo.