평균 해수면(Mean Sea Level, MSL)은 일정 기간 동안 변화하는 해수면의 높이를 산술 평균하여 얻은 가상의 정지된 수면을 의미한다. 실제 바다의 표면은 파랑(wave), 조석(tide), 해류(ocean current) 및 기상 조건에 의해 끊임없이 진동하므로, 육지의 고도나 수심을 측정하기 위한 신뢰할 수 있는 기준면을 설정하기 위해서는 이러한 변동성을 제거한 평균적인 상태를 정의하는 것이 필수적이다. 학술적으로 평균 해수면은 특정 관측 지점에서 정해진 시간 간격으로 측정된 해수면 높이의 총합을 측정 횟수로 나눈 값으로 정의된다.

해수면의 변동은 초 단위의 파랑부터 수 시간 주기의 조석, 그리고 수십 년에 걸친 기후 변화에 이르기까지 다양한 시간 규모를 갖는다. 따라서 정밀한 평균 해수면을 산출하기 위해서는 조석에 의한 주기적 변화를 완전히 상쇄할 수 있는 충분한 관측 기간이 확보되어야 한다. 일반적으로 측지학 및 해양학에서는 약 18.6년을 주기로 하는 달의 승교점(lunar node) 회귀 주기를 고려하여, 이를 포함하는 19년 동안의 관측 자료를 평균하는 것을 표준으로 삼는다. 이를 통해 일조부등이나 월주기적 변동을 효과적으로 제거하고 안정적인 수직 기준면을 얻을 수 있다¹⁾.

물리적인 관점에서 평균 해수면은 지구의 중력과 원심력이 평형을 이루는 등전위면(equipotential surface)인 지오이드(Geoid)와 밀접한 관련이 있다. 만약 해수가 완전히 정지해 있고 밀도가 균일하다면, 평균 해수면은 이론적으로 지오이드와 일치하게 된다. 그러나 실제 해양에서는 해수의 온도와 염분 차이에 의한 밀도 불균형, 지속적인 해류의 흐름, 기압의 공간적 차이 등으로 인해 평균 해수면이 지오이드로부터 일정 정도 벗어나게 된다. 이러한 두 면 사이의 높이 차이를 해양 동역학적 지형(Ocean Dynamic Topography)이라 하며, 이는 해양의 순환 구조를 파악하는 중요한 물리적 지표가 된다.

평균 해수면은 고정된 절대적인 수치가 아니라, 관측 시기와 장소에 따라 상대적으로 정의되는 개념이다. 특정 지역의 연안에서 측정된 평균 해수면은 해당 지역의 수직 기준점인 수준원점의 기초가 되며, 이는 교량 건설, 항만 설계, 지도 제작 등 공학적 응용 분야에서 영점(zero point)의 역할을 수행한다. 또한 전 지구적 차원에서의 평균 해수면 변화는 지구 온난화에 따른 해수의 열팽창과 빙하의 융해량을 지시하는 핵심적인 기후 지표로 활용된다²⁾.

일정 기간 동안 조석과 파랑에 의한 해수면의 승강을 평균하여 얻은 가상의 정지된 수면을 정의한다.

해수면이 관측 위치와 시간에 따라 일정하지 않고 끊임없이 변화하는 특성을 설명한다.

조석, 기압 변화, 바람 및 파랑에 의한 일시적인 해수면 높이 변화를 서술한다.

계절적 해류 변화, 해수의 열팽창, 빙하의 융해 등 수년에 걸쳐 나타나는 변화를 다룬다.

해수면의 높이를 정밀하게 측정하기 위해 사용되는 전통적인 방법과 현대적인 기술을 소개한다.

연안에 설치된 검조소에서 부표나 압력 센서를 통해 해수면 높이를 실측하는 원리를 설명한다.

위성에서 발사한 전파가 해수면에 반사되어 돌아오는 시간을 측정하여 전 지구적 해수면을 관측하는 기술을 다룬다.

대기 굴절, 해면 기압, 지반 침하 등 오차 요인을 제거하여 정밀한 평균치를 산출하는 과정을 기술한다.

평균 해수면이 지구의 형상을 정의하고 고도의 기준점이 되는 측지학적 원리를 고찰한다.

지구의 등중력면인 지오이드와 실제 평균 해수면 사이의 물리적 연관성과 차이를 분석한다.

평균 해수면을 고도 측정의 영점으로 설정하여 육상의 높이를 결정하는 기준면의 기능을 설명한다.

특정 지점의 평균 해수면을 기준으로 육지에 설치한 고도 기준점의 관리 체계를 서술한다.

국가마다 서로 다른 평균 해수면 기준을 통합하기 위한 국제적인 노력과 지역적 편차의 원인을 다룬다.

전 지구적 기후 변화와 지질학적 현상이 해수면 높이에 미치는 물리적 영향력을 분석한다.

해수 온도의 상승에 따른 부피 팽창과 대륙 빙하의 유입에 따른 질량 증가 현상을 설명한다.

빙하 하중 제거에 따른 지각 반등이나 지반 침하로 인해 특정 지역에서 나타나는 상대적인 해수면 변화를 다룬다.

평균 해수면 데이터가 실생활과 산업, 환경 정책에 어떻게 활용되는지 기술한다.

지형도 제작, 항만 건설, 교량 설계 등에서 해수면 기준이 갖는 중요성을 서술한다.

해수면 상승에 따른 연안 침식 대응과 폭풍 해일 피해 예방을 위한 방재 전략을 다룬다.

장기적인 해수면 관측 자료를 바탕으로 지구 온난화의 진행 속도를 진단하고 미래 환경을 예측한다.