지구 표면상의 위치를 나타내기 위해 적도를 기준으로 남북 방향의 거리를 각도로 표현한 좌표 체계를 다룬다.

위도의 기본적인 기하학적 원리와 좌표계 내에서의 정의를 설명한다.

지구 중심에서 특정 지점까지의 직선이 적도면과 이루는 각도의 개념을 서술한다.

위도의 기준이 되는 적도와 그에 평행하게 그어진 가상의 선인 위선의 특징을 기술한다.

위도는 지구의 형상을 어떻게 모델링하느냐에 따라 여러 가지 방식으로 정의된다. 지구가 완벽한 구형이 아니라 자전으로 인해 적도 부근이 부풀어 오른 회전 타원체(ellipsoid of revolution)의 형태를 띠고 있기 때문에, 관측자의 위치를 결정하는 기준선과 각도를 설정하는 방식에 차이가 발생한다. 이러한 세부 유형의 구분은 측지학(geodesy)과 천문학, 그리고 정밀한 지도를 제작하는 지도학(cartography)에서 필수적인 기초가 된다.

가장 직관적인 개념은 지심 위도(geocentric latitude)이다. 이는 지구의 중심을 원점으로 설정하고, 지구 중심에서 지표면의 특정 지점을 잇는 직선이 적도면과 이루는 각도를 의미한다. 지구를 완전한 구로 가정할 경우 지심 위도는 다른 위도 개념과 일치하게 되나, 실제 지구와 같은 타원체 모델에서는 후술할 지리 위도와 최대 약 11.6분(arcminutes)의 차이를 보인다. 지심 위도는 주로 지구 전체를 대상으로 하는 천체 역학이나 인공위성의 궤도 계산 등에서 활용된다.

실생활과 지도 제작에서 가장 널리 쓰이는 표준적인 개념은 지리 위도(geographic latitude) 또는 측지 위도(geodetic latitude)이다. 이는 지표면의 특정 지점에서 준거 타원체(reference ellipsoid)의 표면에 수직으로 세운 법선이 적도면과 이루는 각도로 정의된다. 지구가 타원체이기 때문에 이 법선은 지구의 중심을 통과하지 않는 경우가 일반적이다. 우리가 흔히 사용하는 세계 지구 좌표 시스템(World Geodetic System 1984, WGS84)이나 국가 좌표계에서의 위도는 모두 이 측지 위도를 의미한다. 지리 위도는 지심 위도보다 위도 수치가 약간 크게 나타나며, 그 차이는 위도 45도 부근에서 최대가 된다.

천문 위도(astronomical latitude)는 수학적으로 정의된 타원체가 아닌, 실제 지구의 중력 방향을 기준으로 삼는다. 즉, 관측 지점에서 연직선(plumb line)의 방향이 적도면과 이루는 각도를 의미한다. 연직선은 해당 지점의 중력 방향을 나타내며, 이는 지구 내부의 질량 분포에 따라 결정되는 지오이드(geoid)면에 수직이다. 따라서 천문 위도는 지구 내부의 밀도 불균형으로 인해 발생하는 연직선 편차(deflection of the vertical)의 영향을 받는다. 이는 측지 위도와 미세한 차이를 보이며, 고전적인 천문 관측을 통한 위치 결정 시 중요한 고려 요소가 된다.

수학적 편의를 위해 도입된 화성 위도(parametric latitude 또는 reduced latitude)는 보조구(auxiliary sphere)를 활용한 개념이다. 타원체 상의 점을 장반경을 반지름으로 하는 외접구에 투영했을 때 나타나는 각도를 의미하며, 타원체상의 좌표를 매개변수 방정식으로 표현할 때 유용하게 사용된다. 이외에도 타원체상의 거리를 구 표면의 거리로 변환하기 위해 정의된 보정 위도(rectifying latitude)나 면적을 보존하기 위한 등면적 위도(authalic latitude) 등 다양한 보조 위도들이 존재한다. 이러한 다양한 위도 체계 간의 변환은 지리 정보 시스템(Geographic Information System, GIS)의 정확도를 결정짓는 핵심적인 수치 해석 과정이다.

지구 중심을 기준으로 하는 위도와 타원체 법선을 기준으로 하는 위도의 차이를 비교한다.

중력 방향을 기준으로 측정하는 천문 위도와 수학적 보정을 거친 위도 개념을 설명한다.

고대부터 현대에 이르기까지 인류가 위도를 측정해 온 기술적 변천사를 추적한다.

북극성이나 태양의 고도를 이용하여 위도를 산출했던 고대의 지혜를 소개한다.

대항해시대 이후 정밀한 위도 측정을 가능하게 했던 도구와 항해 기법을 다룬다.

위성 항법 시스템을 통해 오차 범위를 최소화한 현대적 위도 결정 방식을 설명한다.

위도에 따른 태양 에너지의 차이가 지구의 자연 환경에 어떠한 변화를 일으키는지 분석한다.

위도별 일사량 차이로 인해 발생하는 열대, 온대, 한대 기후의 형성을 고찰한다.

위도에 따른 가열 차이가 만들어내는 거대한 공기의 흐름과 바람의 체계를 설명한다.

기후 조건에 따라 결정되는 식생의 띠 모양 분포와 생태계의 특성을 기술한다.

위도 정보가 실제 인간 사회의 경계 획정과 산업 활동에 어떻게 활용되는지 살펴본다.

위선을 기준으로 설정된 국가 간 국경선 사례와 이와 관련된 정치적 함의를 다룬다.

선박과 항공기의 운항에서 위도 좌표가 가지는 절대적인 중요성을 분석한다.

대한민국 서해안에 위치한 도서 지역인 위도의 지리적, 문화적, 경제적 특성을 다룬다.

위도 섬의 지형적 구조와 주변 해양 환경의 특징을 설명한다.

섬의 산세와 복잡한 해안선, 부속 도서들과의 지리적 관계를 기술한다.

서해안 도서 지역 특유의 기후 환경과 보존 가치가 높은 동식물상을 소개한다.

위도에 거주해 온 사람들의 역사와 독특하게 전승되어 온 민속 문화를 고찰한다.

고슴도치를 닮은 섬의 모양에서 유래한 지명과 과거 행정 구역의 변천사를 다룬다.

풍어와 안녕을 기원하며 전승되어 온 위도의 대표적인 민속 의례를 상세히 설명한다.

위도 주민들의 주요 생계 수단과 최근 부각되고 있는 관광 산업의 현황을 살펴본다.

과거 조기 파시로 유명했던 위도 수산업의 역사와 현재의 주요 어업 활동을 기술한다.

천혜의 자연 경관을 활용한 관광지로서의 발전 가능성과 지속 가능한 개발 방안을 논한다.