La rotación diaria aparente de la esfera celeste de Este a Oeste es debida a la rotación real de la Tierra, de Oeste a Este. La mencionada rotación de la bóveda celeste se percibe de diferente manera según sea la latitud donde se encuentre el observador. Hemos de tener en cuenta que, en el hemisferio Norte, la altura angular de la estrella Polar nos indica la latitud del lugar de observación: cuanto más alta esté la Polar, más al Norte nos encontraremos.
En la siguiente figura consideramos el movimiento diurno del Sol, desde el orto hasta el ocaso, para latitud 40° y diferentes estaciones. En los equinoccios de primavera y otoño (21 de marzo y 22 de septiembre, respectivamente) el Sol recorre el Ecuador celeste. En el solsticio de verano (21 de junio) la declinación del Sol es de 23° 27’ y, por tanto, su trayectoria diurna aparece más hacia el Norte que el Ecuador celeste; en el de invierno (21 de diciembre) la declinación es de -23° 27’ y aparece más al Sur. La declinación es una coordenada (ver coordenadas celestes) que indica la distancia angular desde el Ecuador al astro, a lo largo del meridiano que lo contiene.
El movimiento de rotación de la Tierra alrededor de su eje da lugar a lo que se denomina día, que definiremos como el intervalo de tiempo transcurrido entre dos pasos consecutivos de un cierto astro por el meridiano del lugar (en el uso común se denomina día al período de luz natural, en contraposición a la noche). Si tomamos al Sol como referencia, hablaremos de día solar. Podemos comprobar que la duración de los distintos días solares varía, ya que la Tierra no se mueve siempre a la misma velocidad alrededor del Sol y, además, su eje de rotación está inclinado: se hace un promedio que llamaremos día solar medio, dividido en 24 horas.
En la siguiente simulación (Descartes JS) del movimiento diurno del Sol podrás observar la proyección de los rayos solares en un plano horizontal cuando gira la Tierra. Comprobarás, asimismo, que las figuras que dibuja el extremo de la sombra son cónicas (prueba con distintas latitudes y declinaciones).