자오선(子午線, meridian)은 지구의 남극과 북극을 연결하는 남북 방향의 가상의 선이다. 경선(經線)이라고도 한다. 정의상 자오선은 원이 아닌 북극에서 남극까지의 반원에 해당하는 호(弧)이며, 모든 자오선은 적도 및 모든 위도선과 수직으로 교차한다. 지구는 적도 쪽이 약간 부푼 회전타원체 형태이므로 자오선의 길이는 적도 둘레보다 약간 짧다.
어원
'자오선'이라는 명칭은 십이지(十二支)로 방위를 표시할 때 자(子)가 북쪽, 오(午)가 남쪽을 가리키는 데서 유래하였다. 즉, 북쪽에서 남쪽으로 그은 선이라는 의미를 지닌다.
본초 자오선
지구에서 적도는 단 하나만 존재하지만, 자오선은 남극과 북극만 통과하면 되므로 무수히 많이 존재할 수 있다. 따라서 좌표계의 기준이 되는 자오선이 필요하며, 이를 본초 자오선(本初子午線, prime meridian)이라 부른다. 본초 자오선의 경도는 0°이며, 이를 기준으로 지구를 동쪽과 서쪽으로 각각 180°씩 나누어 경도를 표시한다.
1884년 미국 워싱턴 D.C.에서 열린 국제 자오선 회의에서 영국 그리니치 천문대를 통과하는 그리니치 자오선이 본초 자오선으로 채택되었다. 당시 영국은 해상 강국으로서 그리니치 천문대가 발행하는 항해용 천문력이 전 세계 선박에 널리 사용되고 있었기 때문에 이 같은 결정이 가능했다. 프랑스는 파리 자오선을 고수하며 이 결정에 반발하였으나, 1911년 이후 그리니치 자오선을 받아들였다.
현대에는 기술의 발전과 지각판 이동 등의 문제로 인해 1973년부터 국제 지구 자전 및 기준계 서비스(IERS)에서 정의하는 IERS 기준 자오선(IRM)이 실제 본초 자오선으로 사용되고 있다. IERS 기준 자오선은 역사적인 그리니치 자오선에서 동쪽으로 약 5.3초(약 102.5m) 떨어진 곳을 지난다. GPS(Global Positioning System)와 WGS 84 좌표계에서도 이 IERS 기준 자오선을 경도 0°의 기준으로 삼고 있다.
천문학에서의 자오선
천문학에서 자오선은 천구(天球)의 두 극과 관측자의 천정(天頂)을 지나 적도와 수직으로 만나는 큰 원을 의미한다. 이를 천구자오선(天球子午線) 또는 천문 자오선이라고 부르며, 천체가 이 선을 통과할 때 남중(meridian transit)한다고 표현한다. 천구자오선은 시각(時刻)의 기준이 된다.
미터법과의 관계
미터법의 최초 정의는 지구 자오선의 길이를 기준으로 하였다. 지구 자오선의 길이를 4천만 분의 1로 한 값이 1미터로 정의되었다. 그러나 초기 측정값이 실제 지구 자오선의 정확한 길이와 일치하지 않았기 때문에, 이후 정의는 진공에서 빛의 속도를 기준으로 한 현재의 정의로 변경되었다.
