Fuso horário
Um fuso horário é uma área em que as pessoas usam a mesma hora legal no relógio. Sem esse acordo, cada cidade poderia seguir mais de perto a posição do Sol no próprio céu, e lugares relativamente próximos marcariam horários diferentes. Os fusos tornam possível organizar viagens, trabalho, comunicações e serviços com uma hora comum em regiões inteiras.
Rotação da Terra e tempo solar
Como a Terra gira uma volta completa em cerca de 24 horas, a relação entre longitude e hora pode ser entendida com uma conta simples. Dividindo 360° por 24 horas, chegam-se a cerca de 15° por hora, ou quatro minutos por grau.[nota 1] Isso faz o tempo solar médio mudar aos poucos de leste para oeste. Quando o Sol cruza o meridiano de um lugar e chega ali ao meio-dia solar, localidades mais a oeste ainda esperam pelo próprio meio-dia, enquanto as que ficam mais a leste já passaram por ele. Se cada cidade seguisse apenas o próprio tempo solar, bastariam poucos graus de longitude para surgir uma diferença perceptível entre os relógios. Os fusos horários evitam essa sucessão de pequenas diferenças ao fazer uma área inteira compartilhar a mesma hora civil.[nota 2]
Hora legal, fuso horário e deslocamento UTC
A hora legal é a hora adotada oficialmente para uso civil em um território.[nota 3] Um fuso horário reúne lugares que seguem a mesma regra de hora civil em determinado período. O deslocamento UTC informa apenas quantas horas e minutos separam a hora local do Tempo Universal Coordenado naquele instante. UTC−05:00, por exemplo, diz que a hora local está cinco horas atrás do UTC, mas não informa se o relógio muda em outra época do ano. Em computadores, America/Sao_Paulo, usado para Brasília e grande parte do Brasil, guarda mais informação do que −03:00. O número indica apenas a diferença em relação ao UTC naquele instante,[nota 4] enquanto o identificador do fuso permite consultar as regras aplicáveis a datas diferentes. Assim, um sistema que recebe America/Sao_Paulo pode levar em conta mudanças históricas da hora legal e usar as regras disponíveis para a data consultada, algo que o deslocamento −03:00, sozinho, não consegue fazer.
Fusos ideais e limites legais
Se os fusos seguissem apenas a geometria da Terra, haveria 24 faixas ideais de 15° de longitude, cada uma centrada em um meridiano múltiplo de 15°.[nota 5] No mapa real, porém, as zonas de hora legal acompanham fronteiras e decisões administrativas e podem se afastar bastante dessas faixas regulares. Duas localidades separadas por 30° de longitude têm cerca de duas horas de diferença entre seus tempos solares médios, o equivalente a dois fusos de uma hora num desenho puramente geográfico. A hora civil pode seguir outra divisão se a lei mantiver cidades ou regiões vizinhas no mesmo horário.[nota 6] A longitude determina a diferença solar, e a regra civil determina o horário mostrado no relógio.
GMT, UT1 e UTC
Antes do UTC, o Tempo Médio de Greenwich, conhecido pela sigla GMT, fornecia uma referência internacional baseada no tempo médio do meridiano de Greenwich. A astronomia também usa o UT1, que acompanha a rotação observada da Terra e corresponde ao tempo solar médio de Greenwich em uma escala definida com métodos astronômicos atuais.[nota 7] O Tempo Universal Coordenado usa relógios atômicos como base e é a referência internacional a partir da qual se expressam os deslocamentos dos fusos civis. Como a rotação da Terra não é perfeitamente regular, o sistema em vigor usa segundos intercalares para manter o UTC próximo do UT1.[nota 8] A diferença entre as duas escalas é mantida abaixo de 0,9 segundo em valor absoluto. Em 2022, a Conferência Geral de Pesos e Medidas decidiu que, em 2035 ou antes, esse limite será ampliado, mudando o regime usado para os segundos intercalares.
Horário de verão
Quando um país ou região adota horário de verão, o relógio costuma avançar uma hora perto do início da primavera e voltar no outono.[nota 9] George Vernon Hudson propôs um ajuste sazonal dos relógios em 1895, e William Willett publicou outra proposta em 1907. Durante a Primeira Guerra Mundial, o Império Alemão e a Áustria-Hungria adotaram a mudança em 1916 para levar mais luz do dia ao fim da tarde e reduzir o uso de iluminação artificial e combustível.[nota 10] As regras diferem entre países, e perto do equador o horário de verão é pouco usado porque a duração do dia muda pouco entre as estações. Com uma hora padrão, cidades que teriam minutos de diferença pelo tempo solar podem usar o mesmo relógio civil. Governos ainda podem mudar fronteiras, deslocamentos e datas de horário de verão, por isso calendários e sistemas digitais precisam receber novas regras quando elas entram em vigor. A base de dados da IANA reúne essas mudanças para uso em software.
Da hora solar local à hora padrão
Antes de existirem horas padronizadas, o movimento aparente do Sol era a referência mais direta para marcar o tempo. Como o tempo solar muda com a longitude, cada grau de longitude corresponde a cerca de quatro minutos de diferença. Recife e Brasília, por exemplo, ficam separadas por cerca de 13 graus de longitude, o que corresponde a aproximadamente 52 minutos de diferença entre seus meios-dias solares. A diferença entre Recife e Brasília ajuda a visualizar uma relação que existe independentemente dos fusos horários. Durante muitos séculos, o próprio Sol serviu para acompanhar a passagem das horas. Um relógio de sol encontrado no Vale dos Reis, datado de cerca de 1200 a.C., tinha precisão suficiente para organizar turnos e intervalos de trabalhadores. Séculos depois, Hiparco propôs usar eclipses do Sol e da Lua para comparar horários locais e calcular diferenças de longitude, ideia conservada na Geographica de Estrabão.
Hora ferroviária
Com trens e telégrafos ligando cidades cada vez mais depressa no século XIX, manter uma hora solar diferente em cada localidade passou a criar problemas práticos. A Great Western Railway começou a usar o Tempo Médio de Greenwich em seus horários em novembro de 1840, e outras companhias britânicas seguiram o mesmo caminho. Essa hora comum das ferrovias ficou conhecida como railway time, ou hora ferroviária.[nota 12] A distribuição de sinais horários por telégrafo, iniciada pelo Observatório Real em 1852, permitiu acertar relógios distantes usando a mesma referência.[nota 13] Em meados da década de 1850, quase todos os relógios públicos britânicos já marcavam GMT, que se tornou a hora legal da Grã-Bretanha em 1880. Durante a transição, alguns relógios e relógios de bolso chegaram a ter dois ponteiros de minutos, um para a hora local e outro para Greenwich.
Formação do sistema mundial
Em 1858, antes de os fusos se tornarem parte do cotidiano, Quirico Filopanti publicou no livro Miranda! um esquema que dividia a Terra em 24 zonas de uma hora contadas a partir do meridiano de Roma. Outras propostas de alcance mundial surgiram nas décadas seguintes. O canadense de origem escocesa Sandford Fleming propôs em 1876 um sistema mundial dividido em 24 fusos designados pelas letras A a Y, sem a letra J, cada um cobrindo 15 graus de longitude. Todos os relógios de um mesmo fuso marcariam a mesma hora e haveria uma hora de diferença para os fusos vizinhos. Fleming defendeu o sistema em conferências internacionais, entre elas a Conferência Internacional do Meridiano, onde a proposta recebeu alguma consideração. Seu sistema não foi adotado diretamente, embora alguns mapas dividam o mundo em 24 fusos e lhes atribuam letras de forma parecida.
Brasil
O Brasil passou a usar o meridiano de Greenwich como referência legal em 1913, quando o Decreto nº 2.784 dividiu o território em quatro fusos. O regulamento publicado em novembro determinou que o novo sistema começasse em 1.º de janeiro de 1914. O Observatório Nacional ficou responsável por gerar, conservar e disseminar a Hora Legal Brasileira.[nota 19]
Portugal
Portugal continental usou até 1911 a hora do meridiano do Observatório Astronómico de Lisboa, que ficava 36 minutos e 44,68 segundos atrás de Greenwich.[nota 20] A reforma aprovada naquele ano trocou essa referência pela hora de Greenwich a partir de 1.º de janeiro de 1912 e organizou os demais territórios portugueses por diferenças de horas inteiras em relação ao mesmo meridiano.
Distribuição dos deslocamentos UTC
A tabela separa os lugares que mantêm o mesmo deslocamento durante o ano daqueles que mudam o relógio sazonalmente, usando as regras disponíveis até 23 de setembro de 2026 e a versão 2026d do banco de dados da IANA. Nos locais com horário de verão, a posição na tabela corresponde ao deslocamento usado fora desse período. O avanço costuma ser de uma hora, mas na Ilha de Lord Howe é de 30 minutos. A Califórnia, por exemplo, passa de UTC−08:00 para UTC−7, e o Reino Unido passa de UTC±00:00 para UTC+1. A coluna "sem mudança sazonal" reúne os lugares cujo relógio permanece no mesmo deslocamento durante o ano,[nota 21] mesmo quando a legislação usa a expressão horário de verão permanente.
Escolhas nacionais e limites administrativos
Os fusos civis podem se afastar bastante das faixas geométricas de 15°. A Índia usa UTC+05:30 e o Nepal UTC+05:45, dois exemplos de deslocamentos que não caem numa hora inteira. China e Índia mantêm uma única hora oficial em seus territórios principais apesar da grande distância entre leste e oeste. A Rússia reduziu seus fusos de onze para nove em 2010, deixou de mudar os relógios sazonalmente em 2011 e voltou a onze fusos em 2014, usando a hora padrão durante todo o ano. Em 2026, o país ainda tinha onze fusos sem mudança sazonal. Desde 1913, a divisão legal do Brasil usa Greenwich como referência e estabelece quatro fusos.[nota 22] O deslocamento UTC−02:00 vale para Fernando de Noronha, o Atol das Rocas, o Arquipélago de São Pedro e São Paulo e as ilhas de Trindade e Martim Vaz. Pela divisão definida na Lei nº 12.876, de 30 de outubro de 2013, UTC−03:00 cobre o Distrito Federal e a maior parte dos estados. UTC−04:00 cobre Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Rondônia, Roraima e a parte do Amazonas a leste da linha entre Tabatinga e Porto Acre. UTC−05:00 cobre o Acre e a parte do Amazonas a oeste dessa linha. A Divisão de Serviços da Hora Legal Brasileira do Observatório Nacional mantém e dissemina a Hora Legal Brasileira.
Mudanças de fuso e de hora legal
Como a hora civil é definida por regras, uma autoridade pode mudar o deslocamento de uma região, redesenhar a fronteira entre fusos, adotar ou abolir o horário de verão ou trocar as datas de mudança dos relógios. Calendários, telefones, sistemas operacionais e outros programas precisam receber essas alterações para continuar calculando a hora local corretamente.[nota 24] A base de fusos da IANA acompanha decisões governamentais e atualiza seus dados quando as mudanças são confirmadas. Para uma data passada, o sistema pode usar as regras que estavam em vigor naquela época. Para uma data futura, ele só conhece as regras já publicadas, e uma lei nova pode mudar o horário antes de o dia chegar.[nota 25] Os dados futuros da IANA podem ser revistos quando as regras mudam, e a RFC 9557 prevê que identificadores de fuso sejam interpretados com a versão da base usada pelo sistema.
Diferença entre hora civil e hora solar
Quando uma fronteira legal se afasta do meridiano ideal do fuso, o relógio também pode se afastar bastante do tempo solar local. O tamanho dessa diferença depende da posição do lugar dentro da zona e das escolhas feitas para seus limites.[nota 26] Embora o meridiano principal, 0°, atravesse Espanha e França, os dois países usam o Horário da Europa Central, cujo meridiano de referência é 15° leste. Na Espanha, uma ordem de 7 de março de 1940 determinou que a hora legal fosse adiantada em 60 minutos em 16 de março. A medida não foi revertida, e a Espanha peninsular permaneceu na hora da Europa Central. A França usava GMT antes de passar para a hora da Europa Central durante a ocupação alemã na Segunda Guerra Mundial e não retornou ao sistema anterior após a guerra. Nos Países Baixos, a hora padrão anterior a 1940 ficava cerca de vinte minutos à frente do GMT. A ocupação alemã levou os relógios à hora da Europa Central, que foi mantida depois da guerra, e o horário de verão voltou a ser usado em 1977.
Efeitos da defasagem solar
A posição de uma cidade dentro do fuso pode afetar a relação entre o relógio social e o ciclo natural de luz. Em condados vizinhos separados por fronteiras de fuso nos Estados Unidos, trabalhadores do lado em que o pôr do Sol ocorria uma hora mais tarde dormiam, em média, cerca de 19 minutos menos por noite. Esse tipo de diferença ajuda a medir o descompasso entre o tempo imposto por escola, trabalho e compromissos e o ritmo biológico do corpo,[nota 28] chamado de jet lag social.
ISO 8601 e deslocamentos
Para que datas e horas possam ser trocadas entre sistemas sem depender do modo como cada país costuma escrevê-las, a Organização Internacional de Normalização publicou a ISO 8601. A norma define formas padronizadas de escrever datas e horários, inclusive em UTC ou acompanhados de um deslocamento em relação ao UTC. Na Internet, a RFC 3339 usa uma forma da ISO 8601 em que a letra "Z" depois do horário corresponde ao deslocamento UTC 00:00. 09:30:00Z, por exemplo, quer dizer 09:30 em UTC. Nesse uso, a letra costuma ser pronunciada "Zulu". Quando o horário não está em UTC, a diferença pode ser escrita no formato ±hh:mm. +01:00 corresponde a uma hora à frente do UTC, enquanto −06:00 corresponde a seis horas atrás.[nota 29] Esse número vale para o instante indicado e pode mudar durante o ano em regiões que adotam horário de verão.
Abreviações e identificadores de fuso
Abreviações como "EST", "WST" e "CST" aparecem com frequência em horários e mapas, mas não fazem parte da ISO 8601 e podem ser ambíguas. "CST", por exemplo, pode significar Central Standard Time da América do Norte, UTC−06:00, Cuba Standard Time, UTC−05:00, China Standard Time, UTC+08:00, e também aparece como variante de ACST, Australian Central Standard Time, UTC+09:30. Quando um sistema precisa guardar mais do que a diferença numérica para o UTC, a RFC 9557 permite acrescentar a uma marca temporal um nome de fuso da base da IANA, como Europe/Paris.[nota 30] O registro pode conservar, ao mesmo tempo, o deslocamento daquele instante e o nome que leva às regras completas da zona. Como essas regras podem mudar, versões futuras da base podem produzir resultados diferentes para algumas datas.
Conversão entre fusos
Para converter uma hora de um fuso para outro, pode-se usar o UTC como ponto de passagem. Subtrair o deslocamento da zona de origem leva a hora ao UTC. A igualdade fica: Os dois lados da igualdade são o mesmo instante expresso em UTC.[nota 31] Para chegar diretamente à hora da zona B, a mesma conta pode ser rearranjada: A mesma conta fica mais clara quando aplicada a um horário conhecido, como a abertura da sessão principal da Bolsa de Valores de Nova Iorque às 09:30 no fuso Oriental. Quando esse fuso está em UTC−05:00, o mesmo instante é 06:30 na Califórnia, em UTC−08:00, e 20:00 na Índia, em UTC+05:30: Perto de uma mudança de horário de verão, a conversão exige cuidado extra porque o deslocamento da região depende da data e do instante exato.[nota 32]
Horas inexistentes e horas repetidas
Quando uma mudança de horário adianta ou atrasa o relógio, a sequência das horas locais pode ganhar lacunas ou repetições. Se o relógio salta de 01:59 diretamente para 03:00, todos os horários entre 02:00 e 02:59 deixam de existir naquele dia.[nota 34] Quando o relógio volta de 01:59 para 01:00, o intervalo entre 01:00 e 01:59 ocorre duas vezes.[nota 35] Uma hora local escrita sem outras informações nem sempre aponta para um único instante em UTC. Calendários, registros de sistemas e agendamentos precisam distinguir horas repetidas e inexistentes usando a regra completa do fuso e a transição válida naquela data. Só assim o sistema consegue saber a qual instante uma hora repetida corresponde ou como tratar uma hora que foi pulada.[nota 36] Um simples número como UTC−05:00 não traz essas informações.
Mudança de data
Quando a diferença entre dois fusos atravessa a meia-noite, o mesmo instante recebe datas diferentes. Se são 22:00 de segunda-feira no Egito, em UTC+02:00, já é 01:00 de terça-feira no Paquistão, em UTC+05:00.[nota 37] A Linha Internacional de Data segue aproximadamente o meridiano 180°, com desvios para contornar territórios.[nota 38] Ao atravessá-la para oeste, soma-se um dia à data civil. Ao cruzá-la para leste, subtrai-se um dia. A tabela compara as horas durante um dia inteiro e deixa visível o ponto em que uma mudança de fuso também muda a data.
Banco de dados de fusos horários da IANA
Computadores precisam saber qual regra de hora vale em cada lugar e data. O banco de dados de fusos horários da IANA, também chamado de tz ou zoneinfo,[nota 39] reúne regras de hora civil de regiões cujos relógios concordam desde 1970.[nota 40] A base guarda também muitas mudanças anteriores e regras conhecidas para o futuro. Seus identificadores costumam ter a forma Área/Local, como America/New_York e Asia/Tokyo.[nota 41] Como governos podem mudar a hora legal, a base da IANA recebe novas versões e os dados sobre datas futuras podem ser corrigidos depois de uma nova decisão. O POSIX.1-2024 também passou a exigir que a variável TZ aceite nomes geográficos como America/New_York.[nota 42] Edições anteriores exigiam apenas uma forma que descrevia diretamente o deslocamento e as regras recorrentes.
Armazenamento e ambiguidades
Um computador pode guardar um instante numa referência comum e só convertê-lo para a hora local quando precisa mostrá-lo ao usuário. Essa separação evita que o mesmo acontecimento seja confundido com momentos diferentes apenas porque aparece com horas locais distintas.[nota 43] Sites e aplicações podem mostrar uma data em hora local, em UTC, com um deslocamento numérico ou com um identificador de fuso. Em sistemas que funcionam em mais de um computador ou servidor,[nota 44] o deslocamento de um instante não substitui o nome do fuso, porque as regras desse lugar podem mudar de uma data para outra. Quando essa regra geográfica precisa ser preservada, o sistema pode guardar o identificador da IANA junto do instante e do deslocamento.
Sistemas operacionais e APIs
Nos sistemas que seguem POSIX, a Era Unix conta o tempo em segundos a partir de 00:00:00 de 1.º de janeiro de 1970. Essa definição não acrescenta os segundos intercalares à contagem.[nota 45] Para mostrar a hora local, o sistema aplica as regras do fuso. A variável TZ pode escolher essas regras para um processo, e o POSIX.1-2024 passou a exigir suporte a nomes geográficos como America/New_York. No Microsoft Windows, a hora do sistema é mantida em UTC e convertida para a hora local de acordo com as configurações de fuso e horário de verão. Programas podem obter a hora UTC com GetSystemTime ou usar FILETIME, uma contagem em unidades de 100 nanossegundos iniciada em 1.º de janeiro de 1601 às 00:00 UTC.[nota 46] O sistema mantém suas próprias informações de fuso e recebe atualizações quando governos mudam as regras de hora legal.
Tempo náutico
Em alto-mar, a tripulação precisa de uma hora comum para organizar turnos e atividades enquanto o navio atravessa longitudes diferentes. As zonas náuticas usam em geral o múltiplo de 15° mais próximo como meridiano de referência, deixando uma hora de diferença entre zonas vizinhas. O relógio pode ser acertado num momento conveniente, normalmente numa hora cheia, quando o navio passa de uma zona para outra. Na navegação, a linha de mudança de data segue o meridiano 180° na maior parte do percurso. Quando o navio a atravessa, a data do calendário é ajustada em um dia, para a frente ou para trás conforme o sentido da viagem.
Hora no espaço exterior
Na Estação Espacial Internacional, o Sol nasce e se põe vezes demais para organizar um dia de trabalho por esse ciclo. A estação completa cerca de 16 órbitas em 24 horas e passa por aproximadamente 16 períodos de luz e escuridão. A tripulação segue uma programação em UTC para trabalhar no mesmo horário de referência das equipes em terra. Em Marte, o dia solar é chamado de sol e dura cerca de 24 horas e 39 minutos, quase 40 minutos a mais que um dia terrestre. Em algumas missões, equipes na Terra começaram cada turno cerca de 40 minutos mais tarde que no dia anterior para acompanhar o ciclo local do veículo. A equipe do rover Curiosity usou esse horário depois do pouso em 2012.
