자오선

그림 1. 자오선. (출처: 장헌영/이상성/한국천문학회)

자오선(meridian)은 천구의 북극과 남극 및 관측자의 천정(zenith)을 잇는 대원이다(그림 1 참조). 자오선은 관측자의 위치에 따라 달라지며, 천구의 적도와 관측자의 지평면에 수직하다. 자오선의 자(子) 와 오(午)는 12간지에 따른 12시 중 자시(밤12시)와 오시(낮12시)를 의미한다.

목차

자오선과 지평면(horizon)이 만나는 두 교점을 북점과 남점이라고 하고 북점에서 지평면을 따라 90°에 위치한 곳을 동점과 서점이라고 한다. 관측자가 북극이나 남극에 위치하면 천정이나 천저와 극의 위치가 동일하므로 무한한 자오선이 존재하여 극에서는 정의되지 않는다고 할 수 있다.

자오선을 반원으로 나누는 방법은 한가지 이상이다. 지평좌표계(horizontal coordinate system)에서는 북점과 남점을 지나는 각각의 반원으로 나눌 수 있고, 적도좌표계(equatorial coordinate system)에서는 천정과 천저(nadir)를 지나는 각각의 반원으로 나눌 수 있다. 천정과 천저를 통과하는 자오선을 각각 위 자오선과 아래 자오선이라고 한다. 어떤 천체가 남중한다는 표현은 그 천체가 '위 자오선'을 통과한다는 의미이다.

그림 2. 시간대.()

지리학적으로 자오선이라는 용어는 천문학적 자오선과 다른 의미를 갖는다. 지리학적 자오선은 지구 표면에 그려진 대원의 절반으로서 지구의 북극과 남극에서 시작하고 끝난다. 따라서, 지리학적 자오선은 경도(longitude)와 일치한다. 경도선 상의 위치는 적도에서 얼마나 떨어졌는지 각도로 표시하는데 이를 위도(latitude)라고 한다.

본초자오선(prime meridian)은 경도(longitude)의 기준이 된다. 본초자오선을 기준으로 그 동쪽을 동경, 서쪽을 서경으로 나타낸다. 동경과 서경은 각각 180°까지 있다. 현재 국제적으로 사용되는 본초자오선은 국제지구회전-기준계체제(International Earth Rotation and Reference Systems Service, IERS)가 정한 IERS기준자오선인데, 이는 그리니치 자오선보다 동으로 5.3초(거리로는 102.5m) 떨어져 있다. 그리니치 천문대를 지나는 자오선이 IERS기준자오선 전까지 본초자오선의 역할을 했다.

같은 경선상의 지점은 같은 시간대에 속하는데, 특별한 경우가 아니면 경도 15° 간격으로 1시간의 시차를 둔다(그림 2 참조).