Il tempo sulla Terra non è assoluto, ma relativo, quindi la sincronizzazione delle date e delle ore, nell'era della globalizzazione, può diventare una cosa complicata se non sono chiari alcuni concetti.

Il primo concetto fondamentale per gestire le date è il formato della data, perché ogni nazione o sistema informatico può adottare delle regole diverse.

I formati data più utilizzati dai sistemi informatici sono i seguenti:

1) MM/dd/yyyy;
2) yyyy/MM/dd;
3) dd/MM/yyyy.

Per essere sicuri di quando riceverete la telefonata del vostro amico, dovete chiarire tre cose:

1) il formato della data indicata;
2) la città a cui fa riferimento l'ora indicata;
3) se è in vigore l'ora legale

In questo caso il problema dell'ora legale non c'è perché sia in America che in Italia va in vigore a marzo e termina a fine ottobre; quindi, l'ora legale non avrà nessun effetto sul fuso orario.

Allora vediamo quali sono gli altri casi possibili:

A.  Data espressa in formato  Europeo (dd/MM/yyyy) e ora di Roma

Questo è il caso più semplice, perché la telefonata del vostro amico di New York dovrebbe arrivare il 10 maggio 2024 alle ore 11:00.

B.  Data espressa in formato  Europeo (dd/MM/yyyy) e ora di New York

In questo caso c'è il problema del fuso orario tra Roma e New York. La longitudine (meridiano) di New York è diversa da quella della città di Roma, quindi, l'ora di New York è di 6 ore indietro rispetto a quella di Roma.

A causa del fuso orario, la telefonata del vostro amico di New York dovrebbe arrivare il 10 maggio 2024 alle ore 17:00.

C.  Data espressa in formato  USA (MM/dd/yyyy) e ora di Roma

COME MISURIAMO IL TEMPO SULLA TERRA
La misura del tempo sulla Terra è una questione di giri ... Per questo motivo il tempo si misura in sessagesimi (sistema di misura in base 60).

Un giorno corrisponde al tempo impiegato dalla Terra per compiere un giro completo di 360°, intorno al proprio asse.

La Terra ruota in senso antiorario, da ovest (occidente/ponente) verso est (oriente/levante); per ogni ora che passa ruota di 15°, per questo motivo un giorno è composto da circa 24 ore, come mostra la formula seguente:

360° / 15° = 24 ore.

In base al sistema sessagesimale, le unità sono rappresentate dai secondi (simbolo ''). Ogni sessanta secondi s'incrementano di 1 i minuti (simbolo '). Ogni sessanta minuti s'incrementano di 1 le ore.

Per questo motivo il tempo sulla Terra si indica nel formato:

ore:minuti:secondi

oppure

hh:mm:ss  

1 ora  (rotazione Terra di 15°) = 60 minuti (60')

1 minuto (rotazione Terra di 0,25°) = 60 secondi (60'')

Quindi

1 ora = 60' = 3600''

1 giorno = 24 ore = 1440' = 86400''

Anche le lancette dell'orologio analogico, con cui misuriamo il tempo, girano.

Un orologio non è altro che un contatore sessagesimale. 

Per ogni giro completo (360°) della Terra intono al proprio asse, che si completa in circa 24 ore:

1) la lancetta dei secondi ruota intorno al quadrate dell'orologio per 1440 volte. 
2) la lancetta dei minuti ruota intorno al quadrate dell'orologio per 24 volte;
1) la lancetta delle ore ruota intorno al quadrate dell'orologio per 2 volte;

Esempio 6

Visualizzare le seguenti informazioni sulla rotazione della Terra:
1) Data e ora di Greenwich con fuso orario
2) Data e ora di Roma con fuso orario
3) Differenza di fuso orario tra Roma e Greenwich
4) Percentuale di rotazione della Terra prima di completare un giro
5) Percentuale di rotazione della Terra per completare un giro
 

Soluzione Python:

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Soluzione JavaScript (node.js):

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LATITUDINE E LONGITUDINE
La posizione di qualunque località o punti sulla Terra si può indicare attraverso due coordinate chiamate: Latitudine e Longitudine.

Ad esempio, la città di Roma ha le seguenti coordinate:

Latitudine: 41°53′57.12″ nord
Longitudine: 12°32′42.00″ est.

Mentre la città di Brasilia ha le seguenti coordinate:

Latitudine: 15°46′46″ sud
Longitudine: 47°55′46″ ovest

Potete immaginare la latitudine come il cerchio perpendicolare all'asse terrestre e parallelo all'equatore che passa per una località specifica. Per convenzione la latitudine è Nord se il cerchio si trova nella parte tra l'equatore e il polo Nord (emisfero Boreale), altrimenti è Sud, se il cerchio si trova tra l'equatore e il polo Sud (emisfero Australe).

I cerchi che indicano le latitudini da 0° a 90°, distanziati di 1° l'uno dall'altro, sono detti paralleli. Si contano 90 paralleli a Nord e 90 a Sud. 

il parallelo 0 coincide con l'equatore, quindi in totale i paralleli sono 181. Sulle mappe si indica un parallelo solo ogni 15°, quindi ci sono 12 paralleli a Nord e 12 a Sud, oltre l'equatore naturalmente.

Allo stesso modo, potete immaginare la longitudine come un semicerchio parallelo all'asse terrestre e perpendicolare all'equatore che unisce il polo Nord con il polo Sud e passa per una località specifica. 

I semicerchi che indicano le longitudini, distanziati di 1° l'uno dall'altro, sono detti meridiani. I meridiani sono 360; quello più importante è il meridiano 0. 

Verso la fine del 1800, i Paesi più importanti del mondo, decisero che il meridiano 0 dovesse essere quello che passava per  Greenwich, un distretto di Londra in Inghilterra, sulle sponde del fiume Tamigi. Per convenzione le località a destra del meridiano 0 hanno longitudine Est, quelle a sinistra hanno longitudine Ovest. 

Sulle mappe si indica un meridiano ogni 15°, quindi ci sono solo 24 meridiani identificati con i numeri da 0 a 23. Questi meridiani sono anche detti meridiani orari, perché a causa della rotazione della Terra, ciascun meridiano, partendo da quello 0 a quello 23, incontra il Sole alle ore 12:00:00, dopo ogni ora. 

I meridiani orari permettono di definire i fusi orari, fondamentali per stabilire l'ora locale di ogni località del mondo.

Esempio 7

Inserire la latitudine e la longitudine di una località e indicare tra quali paralleli e quali meridiani si trova.

Soluzione Python:

CHE COS'E' IL FUSO ORARIO
Quando parliamo di misura del tempo sulla Terra, dobbiamo ricordare che non sono importanti i paralleli (cerchi paralleli all'equatore, con latitudine da 1 a 90 gradi dell'emisfero Nord e Sud), ma sono fondamentali i meridiani (i 360 semicerchi che unisco, il polo Nord con il polo Sud, a 1° di longitudine l'uno dall'altro), in particolare quelli orari (i 24 meridiani a 15° di longitudine l'uno dall'altro), perché permettono di determinare i fusi orari che servono per calcolare l'ora locale di qualunque località del mondo.

Sappiamo che un giorno corrisponde al tempo impiegato dalla Terra per compiere un giro completo di 360° intorno al proprio asse. Il problema è che le località del mondo si trovano in posizioni diverse; quindi, per misurare il tempo sulla Terra è importante scegliere una località specifica, da usare come riferimento.

Per convenzione si è deciso di utilizzare come località di riferimento per misurare il tempo sulla Terra il distretto di Greenwich, che corrisponde al meridiano zero o longitudine zero. Il tempo s'inizia a contare quando questa località incontra il Sole (punto fisso della volta celeste) alle ore 12:00:00. 

Ogni volta che Greenwich compie un giro completo, sul nostro Pianeta sarà trascorso un giorno. Quindi l'ora locale di Greenwich, detta anche Greenwich Mean Time, abbreviato in GMT, è l'ora di riferimento da cui partire per calcolare le ore locali delle altre località del mondo, utilizzando i fusi orari.

Per ottenere l'ora locale di qualunque località del mondo basta usare la formula seguente:

OL = GMT + FO

OL=ora locale della località in esame
GMT=Greenwich Mean Time
FO=Fuso orario della località in esame (Attenzione i fusi ad ovest del meridiano 0 sono negativi, quelli ad est sono positivi).

Naturalmente il fuso orario di Greenwich, che coincide con il meridiano 0, è uguale a zero.

Il valore del fuso orario aumenta di un'ora (+) ogni volta che s'incontra un nuovo meridiano orario, se si procede verso Est del meridiano 0. Altrimenti diminuisce di un'ora (-) ogni volta che s'incontra un nuovo meridiano orario, se si procede verso Ovest del meridiano 0, come mostra l'immagine seguente:

Ad esempio, quando a Greenwich sono le 12:00 a Roma sono le 13:00, perché Roma si trova sul primo meridiano orario ad Est, di Greenwich, dove il fuso orario è uguale a +1. Anche a Parigi sono le 13:00, perché Roma e Parigi, hanno latitudini diverse, ma si trovano sulla stessa longitudine, quindi si trovano sullo stesso meridiano orario e il fuso orario è uguale.

L'Islanda, si trova sul primo meridiano orario ad Ovest di Greenwich; in questo caso il valore del fuso orario è uguale a -1. Quindi quando a Greenwich sono le 12:00, in Islanda sono le 11:00. 

La differenza tra i fusi orari di due località diverse, ci permette di conoscere le ore di differenza che ci sono tra le loro ore locali. Ad esempio, il fuso orario di Roma è +1, mentre quello di New York è -5. Questo significa che tra l'ora locale di Roma e quella di New York c'è una differenza di:

-5 - (+1) = -6 ore.

Quindi, quando a Roma sono le 12:00, a New York sono le 6:00 del mattino. 

DIFFERENZA TRA GMT E UTC
Il Tempo medio di Greenwich (GMT), come abbiamo visto è il tempo a cui bisogna far riferimento per calcolare l'ora locale di qualunque località del mondo utilizzando i fusi orari. Il GMT non è preciso perhcé è basato su fenomeni celesti e con il tempo deve essere corretto.

Oggi il GMT è stato sostituito dal Tempo Coordinato Universale (Coordinated Universal Time - UTC), conosciuto anche come tempo civile. Il nuovo nome è stato coniato per non dover menzionare una specifica località in uno standard internazionale. L'UTC si basa su misurazioni condotte da orologi atomici, quindi è molto più preciso del GMT.

A causa delle oscillazioni nella velocità di rotazione della Terra (il fenomeno è dovuto soprattutto alla gravità degli altri pianeti), il GMT ritarda costantemente rispetto al "tempo atomico" UTC. Il ritardo è mantenuto entro 0,9 secondi, aggiungendo o togliendo un  secondo ad UTC alla fine del mese quando necessario, convenzionalmente il 30 giugno o il 31 dicembre. Il secondo extra, detto intercalare è determinato dall'International Earth Rotation and Reference Systems Service (IERS), basandosi sulle loro misurazioni della rotazione terrestre.

L'UTC è un problema per i sistemi informatici che memorizzano le date come il numero di secondi passati rispetto ad una data antecedente, come ad esempio il sistema operativo  Unix, che memorizza la data come il numero di secondi passati dal 1° gennaio 1970. In questi casi diventa impossibile determinare la rappresentazione di una data futura, a causa dei secondi che potrebbero essere stati inseriti o sottratti nel frattempo.

L'UTC è il tempo usato per molti standard Internet e nel World Wide Web. In particolare, il Network Time Protocol è progettato come un modo per distribuire dinamicamente il tempo UTC attraverso Internet.

Il fuso orario UTC è a volte indicato dalla lettera 'Z', per scopi militari, meteorologici, di navigazione aeronavale militare e civile. Poiché l'alfabeto fonetico della NATO e dei radioamatori usa la parola "Zulu" per 'Z', UTC è a volte chiamato "tempo" o "orario Zulu".

Per ottenere l'ora locale di qualunque località del mondo, attraverso l'UTC, basta usare la formula seguente:

OL = UTC + FO

OL=ora locale della località in esame
UTC=Coordinated Universal Time
FO=Fuso orario della località in esame (Attenzione i fusi ad ovest del meridiano 0 sono negativi, quelli ad est sono positivi).

Esempio 8

Visualizzare la data e l'ora corrente e le informazioni di tutti i Time zone del mondo.

Soluzione Python:

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Soluzione JavaScript (node.js):

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LO STANDARD ISO 8601
Per indicare le date e le ore in modo univoco in tutto il mondo, è stato creato lo standard ISO 8601. In Europa questo standard è anche conosciuto come EN 28601.

Lo scopo della norma ISO 8601, è quello di fornire indicazioni per i formati numerici di date e orari.

Secondo questo standard le data vanno espresse nel formato anno-mese-giorno, mentre gli orari nel formato ore-minuti-secondi. Tutte le indicazioni di orari, date o intervalli di tempo conformi alla norma ISO vengono indicati con una successione precisa: cominciano con l'unità più grande a cui segue sempre l'unità inferiore. Questo tipo di scrittura è noto anche come "scrittura decrescente".

La data è l'ora nella stringa ISO, sono divise dalla lettera "T", ad esempio:

25 luglio 1980 ore 15:30:10 = "1980-07-25'T'15:30:10".

Dopo l'indicazione della data e dell'orario, spesso si esprime anche la differenza rispetto al tempo universale coordinato, abbreviato con la sigla UTC. In questo modo il formato tiene conto anche degli eventuali diversi fusi orari o dell'ora legale specifica di un paese.

Ad esempio, la stinga ISO seguente:

2020-11-16T04:25:03-05:00

2020-11-16T04:25:03Z

Il calendario gregoriano è il calendario solare ufficiale adottato da quasi tutti i paesi del mondo. Fu introdotto da papa Gregorio XIII nel 1582 come correzione del precedente calendario giuliano (di epoca romana), il quale era sfasato di 11 minuti ogni anno solare. 

Il calendario giuliano aggiunge un giorno al calendario ogni 4 anni. Il calendario gregoriano fa lo stesso, tranne quando l'anno è divisibile per 100 e non divisibile per 400. 

Clicca qui per vedere  come facciamo in programmazione a capire se un anno è secolare e bisestile.

Esempio 9

Visualizzare la data e l'ora corrente e le informazioni del Time zone sia in formato standard, sia in formato ISO 8601.

Soluzione Python:

# Gestione date  e ore in formato ISO
import datetime as dt
dataObj=dt.datetime.now()
print("Data e ora: "+str(dataObj))
print("ISO 8601: "+dataObj.isoformat())

Soluzione JavaScript (node.js):

console.log("Data e ora: " + dataObj.toString());
console.log("ISO 8601: " + dataObj.toISOString());

Esempio 10

Trasformare la data e l'ora corrente e le informazioni del Time zone da formato standard in formato ISO 8601.

Soluzione Python:

# Gestione date  e ore in formato ISO
import datetime as dt
dataObj = dt.datetime.now()
print(dataObj.strftime('%Y-%m-%dT%H:%M:%S.%f%z'))

// Ottieni la data attuale
const dataObj = moment();

// Formatta la data nel formato ISO richiesto
console.log(dataObj.format('YYYY-MM-DDTHH:mm:ss.SSSZ'));

Esempio 11

Stampare in formato ISO 8601, le informazioni del Time zone UTC.
Sempre in formato ISO 8601, stampare anche le informazioni del Time zone Europe/Rome.
Infine, stampare la differenza di fuso orario tra l'ora locale di Roma e l'UTC.

Soluzione Python:

# Gestione date ISO
import datetime as dt
import pytz
dataObj = dt.datetime.now()
dataObjUTC=dataObj.astimezone(pytz.timezone("UTC"))
dataObjRM=dataObj.astimezone(pytz.timezone("Europe/Rome"))
print("Informazioni Time zone UTC: "+dataObjUTC.strftime('%Y-%m-%dT%H:%M:%S.%f%z'))
print("Informazioni Time zone Roma: "+str(dataObjRM.strftime('%Y-%m-%dT%H:%M:%S.%f%z')))
print("Offset tra fuso orario UTC e Roma: "+str(dataObjRM.utcoffset()))

// Ottieni la data attuale
const dataObj = moment();

// Converti in UTC
const dataObjUTC = dataObj.tz('UTC');
console.log("Informazioni Time zone UTC: " + dataObjUTC.format('YYYY-MM-DDTHH:mm:ss.SSSZ'));

// Converti in fuso orario di Roma
const dataObjRM = dataObj.tz('Europe/Rome');
console.log("Informazioni Time zone Roma: " + dataObjRM.format('YYYY-MM-DDTHH:mm:ss.SSSZ'));

// Offset tra UTC e Roma
const offset = dataObjRM.utcOffset() / 60; // Ottieni l'offset in ore
console.log("Offset tra fuso orario UTC e Roma: " + offset + " ore");

Prima di eseguire il programma assicurati di aver installato il modulo moment-timezone.

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