mini|desno|250px|Godina je vrijeme potrebno da Zemlja obiđe oko Sunca. Prikaz položaja Zemlje i Sunca za 4 godišnja doba.
mini|desno|250px|Sinodički dan (Sunčev dan) je duži od sideričkog dana (zvjezdani dan). U vremenu od 1 do 2, Zemlja se potpuno okrene oko svoje osi vrtnje za 360° (1→2 = siderički ili zvjezdani dan). Ali tek otprilike 4 minute kasnije u položaju 3, Zemlja je dosegla kulminaciju (podne) u odnosu na Sunce (1→3 = sinodički ili Sunčev dan).
mini|desno|250px|Razlika između sinodičkog (sunčanog) dana koji traje 24 sata i sideričkog (zvjezdanog) dana koji traje 23 sata 56 minuta i 4 sekunde.
mini|desno|250px|Nebeski svod se kreće po krivulji, koja je rezultanta uzajamnog djelovanja rotacije (zeleno), Zemljine precesije (plavo) i nutacije (crveno).
mini|desno|250px|Zemljina vrtnja uzrok je prividnom okretanju nebeske sfere i izmjene dana i noći.
mini|desno|250px|Nebeski ekvator i ekliptika.
mini|desno|250px|Jednadžba vremena prikazuje razliku pravog i srednjeg Sunčeva vremena.
mini|desno|250px|Karta vremenskih zona svijeta (od siječnja 2015).
mini|desno|250px|Zemljina precesija.
mini|desno|250px|U razdoblju Platonove godine, sjeverni nebeski pol opiše kružnicu među zvijezdama; stoga će današnju Sjevernjaču zamjenjivati druge zvijezde.
Godina je vrijeme potrebno da Zemlja obiđe oko Sunca. Najduža prirodna jedinica za tijek vremena. Prema referentnoj točki u odnosu na koju se određuje puni obilazak Zemlje oko Sunca definirano je nekoliko godina ponešto različite duljine trajanja: zvjezdana ili siderička godina (365 d 6 h 9 min 9,76 s = 365,256363 d) je vrijeme obilaska Zemlje oko Sunca s obzirom na sustav dalekih zvijezda; tropska ili Sunčeva godina (365 d 5 h 48 min 46 s = 365,24219 d) je vrijeme između dvaju uzastopnih prolazaka Sunca proljetnom točkom; anomalistička godina (365 d 6 h 13 min 52,6 s = 365,259636 d) je vrijeme potrebno da Zemlja ponovno prođe kroz istu točku na svojoj putanji, to jest kroz perihel; eklipsna ili drakonistička godina (346 d 14 h 52 min 54 s = 346,620075 d) je vrijeme između dvaju uzastopnih prolazaka Sunca istim uzlaznim čvorom Mjesečeve putanje.
Zvjezdana godina važna je u mehanici gibanja planeta, dok je tropska godina razdoblje u kojem se godišnja doba izmijene i zato je važna za svakodnevni život; njihova razlika uzrokovana je precesijom Zemlje. Promjena duljine anomalističke godine uzrokovana je zakretanjem linije apsida.
Kalendarska godina (Gregorijanskoga kalendara) traje 365 (obična godina) ili 366 dana (prijestupna godina).
Vrijeme obilaska ili revolucije bilo kojega planeta oko Sunca naziva se godinom planeta, pa je na primjer Marsova godina, godina na planetu Marsu.
Kalendarska godina
Kalendarska godina oznažava razdoblje između dva istoimena datuma (nadnevak) u kalendaru. Kalendari se međusobno razlikuju prema tome je li riječ o solarnim ili lunarnim kalendarima, ili o njihovoj kombinaciji. Danas je najrašireniji Gregorijanski kalendar u kojemu jedna kalendarska godina traje 365 dana, a prijestupna godina 366 dana. Njegova se godina dijeli na 12 mjeseci, a počinje 1. siječnja i završava 31. prosinca. Kalendarska godina ima 52 ili 53 tjedna. Prosječno kalendarska godina gregorijaniskog kalendara traje 365,2425 dana ili 365 dana, 5 sati, 49 minuta i 12 sekundi.
Prosječno trajanje kalendarske godine julijanskog kalendera, koji je prethodio gregorijanskom, a i dalje je u uporabi u nekim istočnim crkvama, iznosi 365,25 dana ili 365 dana i 6 sati.
Zvjezdana i tropska godina Zvjezdana godina važna je u mehanici gibanja planeta, dok je tropska godina razdoblje u kojem se godišnja doba izmijene i zato je važna za svakodnevni život; njihova razlika uzrokovana je precesijom Zemlje.
Zvjezdana godina
Zvjezdana godina ili siderička godina (365 d 6 h 9 min 9,76 s = 365,256363 d) je vrijeme obilaska Zemlje oko Sunca s obzirom na sustav dalekih zvijezda. Zvjezdana godina važna je u mehanici gibanja planeta, dok je tropska (Sunčeva) godina razdoblje u kojem se godišnja doba izmijene i zato je važna za svakodnevni život; njihova razlika uzrokovana je precesijom Zemlje, vrtnje koja se odvija obratno od rotacije Zemlje s periodom od 25 800 godina (Platonova godina). Godišnji iznos Zemljine precesije jest 50,29". Zbog periodične promjene položaja čvorova Mjesečeve putanje oko Zemlje pojavljuje se nutacija, kao nabori na precesijskom stošcu, s periodom od 18,66 godina (Sarosov period). Zemljina precesija dovodi do razlike između Sunčeve (tropske) i zvjezdane (sideričke) godine. Zvjezdana godina je vrijeme potrebno da Sunce na nebeskoj sferi prevali puni kut ili, drugim riječima, vrijeme obilaženja Zemlje oko Sunca s obzirom na neki zadani smjer u prostoru (na primjer u odnosu na proljetnu točku). U Sunčevoj (tropskoj) godini Sunce prevali nebeskom sferom kut koji je od punog kuta manji za iznos Zemljine precesije; kut od 360° - 50,25" Sunce prijeđe za vrijeme Sunčeve godine od 365,2422 dana, a kut od 360° za vrijeme zvjezdane godine. Zvjezdana godina je oko 20 minuta duža od Sunčeve godine.
Tropska godina
Tropska godina, sinodička godina ili Sunčeva godina (365 d 5 h 48 min 46 s = 365,24219 d) je vrijeme između dvaju uzastopnih prolazaka Sunca proljetnom točkom. Zvjezdana godina važna je u mehanici gibanja planeta, dok je tropska godina razdoblje u kojem se godišnja doba izmijene i zato je važna za svakodnevni život; njihova razlika uzrokovana je precesijom Zemlje. Zemljina precesija dovodi do razlike između Sunčeve (tropske) i zvjezdane (sideričke) godine. Zvjezdana godina je vrijeme potrebno da Sunce na nebeskoj sferi prevali puni kut ili, drugim riječima, vrijeme obilaženja Zemlje oko Sunca s obzirom na neki zadani smjer u prostoru (na primjer u odnosu na proljetnu točku). U Sunčevoj (tropskoj) godini Sunce prevali nebeskom sferom kut koji je od punog kuta manji za iznos Zemljine precesije; kut od 360° - 50,25" Sunce prijeđe za vrijeme Sunčeve godine od 365,2422 dana, a kut od 360° za vrijeme zvjezdane godine. Zvjezdana godina je oko 20 minuta duža od Sunčeve godine.
Sunčevo i zvjezdano vrijeme U svakodnevnom djelovanju najvažnije razdoblje vremena određeno je izmjenom svjetlosti i tame (dnevnom izmjenom osunčenja ili insolacije). Položaj Sunca na nebeskoj sferi predstavlja kazaljku pomoću koje se ustanovljuje doba dana. Računanje vremena dana počinje u ponoć, u času kada se Sunce nalazi u donjoj kulminaciji. Sunčev dan (sinodički dan) je vrijeme koje proteče između Sunčeve dvije uzastopne istovjetne kulminacije (gornje u podne ili donje u ponoć). Slično tome, zvjezdani dan (siderički dan) je vrijeme u kojemu puni okret učini neka zvijezda, ili točnije rečeno proljetna točka. Sunčevo vrijeme služi za svakodnevne životne djelatnosti. Znajući trenutak Sunčeva vremena, u stanju smo odrediti položaj Sunca na nebu. Možda nam se čini da to nije problem, jer se Sunce iznad obzora lako ugleda. No kod zvijezda nije tako. Zvijezde su mnogo manjeg sjaja nego Sunce. Zvjezdano vrijeme potrebno je da bi se odredio položaj zvijezda, a osim u astronomiji, primjenjuje se u geodeziji i navigaciji.Vladis Vujnović : "Astronomija", Školska knjiga, 1989.
Zvjezdano vrijeme Kazaljka zvjezdanog vremena je proljetna točka. Zvjezdano vrijeme jednako je satnom kutu proljetne točke. Zvjezdani dan počinje kada se proljetna točka nalazi u gornjoj kulminaciji. Zvjezdano vrijeme povezano je u svakom času sa satnim kutom i rektascenzijom zvijezde. Ono je ograničeno time na razdoblje od 0 do 24 h. Zvjezdano vrijeme teče onoliko jednoliko koliko se jednoliko Zemlja okreće. Tok zvjezdanog vremena određen je samo Zemljinom vrtnjom u odnosu na zvijezde. U toku vremena postoje male promjene. Razlozi tih promjena trojaki su. Jedan je učinak plime. Pri gibanju plimnih valova dolazi do trenja između vodenih masa i dna. Trenjem se gubi dio kinetičke energije vrtnje pa se ona usporava. Pojava se očituje u stoljetnim razmacima. Zatim, postoje sezonske promjene brzine vrtnje jer se ovisno o godišnjem dobu mijenjaju jačine i smjerovi vjetrova te morskih struja. Stoga se vrtnja i usporava i ubrzava u toku godine, ovisno o tome pomažu li strujanja Zemljinoj vrtnji ili odmažu. Treći razlog krije se u gibanjima u Zemljinoj unutrašnjosti i u fizičkom prostoru Zemljine okoline.
Sunčev dan zadan je ne samo Zemljinom vrtnjom oko vlastite osi, već i Zemljinom godišnjom putanjom oko Sunca. Pritom Zemlja učini jedan okret više oko svoje osi, s obzirom na proljetnu točku (ili zvijezde) nego s obzirom na Sunce. Obilaženje oko Sunca čini jedan dodatni okret Zemlje prema sustavu zvijezda. To znači da će broj zvjezdanih dana u Sunčevoj (tropskoj) godini biti za jedinicu veći od broja Sunčevih dana u Sunčevoj godini: (T + 1) zvjezdani dan = T Sunčev dan gdje je T - Sunčeva ili tropska godina koja iznosi 365 d 5 h 48 min 46 s = 365,24219 d, pa dobivamo : 1 zvjezdani dan = 23 h 56 min 4 s Zvjezdani dan dijeli se sam po sebi u 24h zvjezdanog vremena, a sati, minute i sekunde zvjezdanog vremena takoder traju krace od sata, minuta i sekundi Sunčeva vremena: 1 zvjezdani sat = 59 min 50 s 1 zvjezdana minuta = 59,8 s Zvjezdano vrijeme ovisi o tome u kojem se godišnjem dobu nalazimo. Onog časa kada je Sunce u proljetnoj točki s kojom zajedno prolazi kroz gornju kulminaciju podne je (12 h Sunčeva vremena), no istodobno je i početak zvjezdanog dana (0 h zvjezdanog vremena). Narednog će se dana Sunce naći istočnije od proljetne točke jer ono među zvijezdama odmiče na istok, pa će u dnevnoj vrtnji neba "zaostajati" za zvijezdama i kasnije proći nego proljetna točka. Kada kut između satnog kruga proljetne točke i Sunca poraste na 90° (početak ljeta), zvjezdano će vrijeme biti "mlađe" od Sunčeva za 6 h; kada poraste na 180° (početak jeseni), zvjezdano vrijeme jednako je Sunčevom; kada razlika dosegne 270° (početak zime), zvjezdano će vrijeme biti za 6 h "starije" od Sunčevog.
Srednji Sunčev dan Sunce se ne giba jednolikom brzinom po ekliptici, a ekliptika se ne podudara s nebeskim ekvatorom. Po ekliptici se Sunce ne giba jednoliko jer njegovo prividno gibanje samo odražava pravo gibanje Zemlje oko Sunca; Zemlja se po ekliptičnoj stazi giba promjenjivom brzinom. Stoga Sunce ne prelazi svakog dana jednake kutove po ekliptici. Sunce isto mijenja svoju kutnu udaljenost od nebeskog ekvatora. To znači da ono osim gibanja usporedo s nebeskim ekvatorom izvodi još i gibanje u smjeru okomitom na ekvator. Na primjer, dan poslije početka proljeća, Sunce će se naći nešto sjevernije od nebeskog ekvatora. Dnevni pomaci na sjever ili na jug od nebeskog ekvatora najveći su u doba ravnodnevnica, a u doba oko suncostaja Sunce se giba usporedo s nebeskim ekvatorom. To znači, i kada bi se Sunce ekliptikom i gibalo ravnomjerno, njegova se projekcija na nebeski ekvator ne bi gibala ravnomjerno.
Pravi Sunčevi dani ne traju zato jednako. Srednji Sunčev dan (ili naprosto dan) je prosjek svih pravih Sunčevih dana u toku tropske ili Sunčeve godine. Danas se trajanje srednjeg Sunčevog dana prati pomoću atomskih satova. Godine 1967. dogovoreno je da se umjesto sekunde određene iz gibanja Zemlje, kao jedinica vremena iskoristi atomska sekunda ili sekunda određena atomskim satom. Ta je sekunda povezana s trajanjem tropske ili Sunčeve godine 1900. Sekundom se smatra razdoblje vremena koji je bio 31 556 925,9747 puta sadržan u toj tropskoj godini. Kako se duljina dana i tropske godine s vremenom mijenjaju, to se radi usklađenja vremena dana s kalendarom ubacuje u kalendarski dan dodatna (prekobrojna) sekunda.
Jednadžba vremena Prirodne pojave, kao što su izlazak i zalazak Sunca, te gornja kulminacija (pravo mjesno podne), ovise o gibanju pravog Sunca. Da bi se trenutak dana povezao sa satnom kružnicom na kojoj se nalazi Sunce, ustanovljena je razlika pravog i srednjeg Sunčeva vremena. Razlika je poznata pod nazivom jednadžba vremena: jednadžba vremena = pravo Sunčevo vrijeme - srednje Sunčevo vrijeme
Srednje Sunčevo vrijeme