Golven in zee en oceaan – de deining van het water

Waar zee is zijn golven, al zijn ze niet altijd groot en spectaculair. Dat hangt onder meer van de omgeving en het weer af. Bij Tahiti zie je heel andere golven dan bij de Waddeneilanden. Er zijn brekende golven, rollende golven, kabbelende golven, monstergolven, pointbrakes, tubes en deinende golven. En ze zijn er van millimeterklein tot metershoge muren van water die midden op zee bestaan uit hoge toppen en diepe dalen, die, als ze land tegenkomen, een verwoestende kracht blijken te bezitten. Er bestaan windgolven en tsunami’s en in feite is het getij ook een heel lange golf waar eb het dal is en vloed de top. Maar hoe ontstaan golven eigenlijk? En waarom zijn de golven van de Noordzee anders dan die op de oceaan?

Golven in zee en oceaan – de deining van het water

• Ontstaan van golven
• Zeegang en deining
• Schaal voor zeegang
• Windgolven
• Overslaande golf
• Golfhoogte en monstergolf
• Huizenhoge golven op de Noordzee
• Surfgolven
• Temperatuur en golfhoogte
• Lange golven
• Zwaartekrachtgolven
• Capillaire golven
• Onderwatergolven
• Tsunami
• KNMI in De Bilt

Ontstaan van golven

Golven ontstaan door de wind die over het water gaat of door een beving van de aarde. Ook de zwaartekracht van de aarde en de aantrekkingskracht van zon en maan hebben effect op het water. De aanwezigheid van land of obstakels of juist de afwezigheid daarvan, de ruimte en diepte van de zee hebben invloed op de golven en natuurlijk spelen de temperatuur van het water en de lucht erboven mee. Deze krachten werken in op alle zeeën en oceanen van de wereld, maar elk water kent zijn eigen condities en eigenaardigheden, met zijn eigen kleur, maat en vorm golven.

Op en neer

Het lijkt alsof golven vooruit bewegen, maar dat doen ze niet echt. Ze bewegen op en neer. De waterdeeltjes maken cirkelbewegingen, van boven naar rechts, naar beneden, naar links en weer naar boven. Hoe hoger de golf hoe groter de altijd maar doorgaande cirkelbeweging. Aan de oppervlakte zijn die cirkels het grootst en als je het water in duikt voel je de golf bovenin het sterkst. Hoe dieper je komt des te minder je van de golfbeweging merkt. De golf zelf verplaatst geen watermassa maar energie.

Zeegang en deining

Het ontstaan van golven is een samenspel tussen de wind, de zeegang, en de deining. Zeegang ontstaat onder rechtstreekse invloed van de wind, deining niet. De invloed van de wind op het ontstaan van deining is indirect. Deining (swell) wordt veroorzaakt door wind die ver weg op zee het water in beroering brengt en waarvan de golven zijn weggelopen of door onrust in het water van wind die een paar dagen eerder woei. Deining kent een schaal, die lijkt op de Schaal van Beaufort.

Schaal voor zeegang

Windgolven

Voor alle wateren geldt dat de meeste golven windgolven zijn, die ontstaan door een wind die over het wateroppervlak blaast. De wind veroorzaakt rimpels en door die rimpels krijgt de wind nog meer grip op het water. De golven worden afgeremd door land en daarom zijn ze verder op zee hoger dan aan de kust. In de diepe zee of oceaan treffen de golven nauwelijks remmende obstakels.

Richting van de golven

De wind bepaalt de richting waaruit de golven komen. Bij westenwind komen de golven uit het westen. Ook bij weinig wind zijn er golven en ook als de wind van het land komt is er beweging in het water, door de deining van golven die elders zijn ontstaan.

Overslaande golf

Het overslaan van een golf aan de kust wordt veroorzaakt door de cirkel van de waterdeeltjes die platgedrukt wordt door de bodem. Dat gebeurt als de golf in ondiep water komt en de waterdeeltjes hun cirkelvorm niet meer volledig rond kunnen maken. De beweging wordt ellipsvormig en de wrijving met de bodem zorgt ervoor dat de waterdeeltjes aan de benedenkant van de ellips worden afgeremd. Aan de oppervlakte is die remming er niet, waardoor die waterdeeltjes sneller bewegen en de golf overslaat.

Golfbrekers

Golven breken als ze een koraalrif, zandbank, rots, kunstmatige golfbreker, overboord geslagen zeecontainer, scheepswrak of gewoon de bodem van de zee tegenkomen.

Golfhoogte en monstergolf

Een golf heeft een top en een dal en golfhoogte wordt gemeten als de afstand tussen die twee. Een golf wordt hoger naarmate het harder waait en bij de hoogte van de golf spelen de omvang en diepte van de zee een rol. Stormgolven op de oceaan zijn zo'n 7 meter hoog. Dat kan oplopen tot 15 meter.

Huizenhoge golven op de Noordzee

De Noordzee kan aardige golven produceren, maar extreem hoge golven komen er nauwelijks voor. Daarvoor ontbreken de extreme weersomstandigheden. De zee gaat het meest tekeer bij zware noordwesterstorm samen met springvloed. Toch kan er met ontzag worden gesproken over de golfhoogte van de Noordzee. Bij windkracht 7, harde wind, ontstaan er golven van vier meter hoog. Bij windkracht 10, wat een zware storm betekent, ontstaan er huizenhoge golven.

Noordwesterstorm

Als er een paar elementen samenkomen, dan kunnen er uitzonderlijke situaties ontstaan. Dat gebeurt bijvoorbeeld als het windveld van een storm precies in de richting van de golven over de Noordzee trekt. Als dat bij toeval ontstaat kunnen er extreem hoge golven ontstaan. Er zijn voor de kust van de Waddeneilanden wel eens golven van twaalf meter hoog gemeten. Dat houdt ook in dat de golven in het midden van de Noordzee nog hoger kunnen worden, in die extreme omstandigheden wel tot twintig meter. Zo’n situatie doet zich op de Noordzee zelden voor.

Surfgolven

De Noordzee kan aardig spoken en hoge golven produceren. Het levert golven op waar je op kunt surfen, maar ze zijn niet te vergelijken met de golven die je bij een surfmekka als Tahiti vindt. Niet alleen heeft het water daar een heel andere kleur, de golven zijn er ook hoger en geschikt voor surfen met een grote S. Dat komt door de bodemstructuur. In de Noordzee loopt die geleidelijk op naar de kust. Bij de eilanden Tahiti en Hawaï, nog zo'n mooie surfplek, is de situatie heel anders. Die eilanden worden omringd door een diepe oceaan. De golven daar lopen met een grote snelheid op een stijle kust. Er is geen langzaam oplopende bodem die de snelheid remt. De golven breken op het moment dat de diepte onder de golf eenderde is van de grootte van de golf. Hoe de golf breekt komt voort uit de vorm van de zeebodem, de snelheid en de hoogte van de golf.

Tahiti en Hawaï

Die condities zijn bij Tahiti en Hawaï van dien aard dat daar geweldige surf breaks te vinden zijn. Die bij het eiland Maui in Hawaï zijn het hoogst met hun 12 tot 18 meter. In de surfwereld zijn beach breaks (golven die op het strand breken), reef breaks (golven die op een rif breken) en point breaks (golven die op een rotsachtige uitloper van de kust breken) van belang. Bij zeer hoge brekende golven kunnen tubes ontstaan, tunnels in de golf, waar geoefende surfers graag een ride door maken. Ze zijn onder meer bij Tahiti te vinden.

Temperatuur en golfhoogte

Niet alleen de wind maar ook de temperatuur is een factor van belang bij het ontstaan van hoge golven. Het gaat daarbij om het verschil in temperatuur tussen het water en de lucht boven het water. Dat verklaart meteen waarom er in de herfst en de winter hogere golven zijn dan in de zomer. De temperatuur van de aangevoerde lucht is in de seizoenen van de korte dagen kouder dan het zeewater en soms veel kouder. Als dat het geval is dan groeien de golven sneller dan gewoonlijk. Bovendien vormen zich bij grote temperatuurverschillen tussen wind en water buien met windstoten die bijdragen aan de groei van golven. Dit gebeurt bijvoorbeeld in de Noordzee regelmatig.

Lange golven

De golven die we vanaf het strand op het water zien zijn golven van enkele centimeters lengte. Als het stormt zijn de golven tientallen meters lang. Op volle zee kunnen ze zelfs een golflengte hebben van honderden meters.

Zwaartekrachtgolven

Het getij is in feite een heel lange golf. Elk etmaal verandert de hoogte van het water een paar keer van hoog naar laag onder invloed van de zon en de maan. Het is een heel lange zwaartekracht golf. Windgolven en vloedgolven zijn ook zwaartekrachtgolven. Aan de ene kant trekt de zwaartekracht en aan de ander kant de aantrekkingskracht van zon en maan. Het getij van de eeuw is een natuurfenomeen waarbij een springvloed nog eens extra hoog is. Het is over de hele wereld waar te nemen, maar op sommige plekken spectaculair. De zon en maan brengen het wateroppervlak uit zijn evenwicht en de zwaartekracht drijft het terug.

Capillaire golven

Een ander type golf is de capillaire golf. Deze golven hebben een heel korte golflengte, van een paar millimeters tot enkele centimeters en ze ontstaan door de oppervlaktespanning van het water, de kracht die het uiteengaan van watermoleculen tegenwerkt. Dankzij de oppervlaktespanning kunnen bijvoorbeeld kleine beestjes op het water lopen.

Onderwatergolven

Golven manifesteren zich niet alleen aan de oppervlakte. Er bestaan ook onderwatergolven. Ze zijn anders dan de zichtbare golven en mysterieus omdat we ze, buiten onderzoekssituaties, niet kunnen zien. Deze golven zijn van groot belang voor de zeedieren en planten in de diepzee, omdat ze een werveling van voedingszouten uit de bodem produceren en plankton naar beneden vervoeren. De onderwatergolven zijn onontbeerlijk voor de algehele circulatie in oceanen van warm en koud, voedselrijk en voedselarm water.

Tsunami

Een tsunami is een enorme golf die op een andere manier ontstaat dan een windgolf. Aan deze muren van water ligt beweging van het aardoppervlak ten grondslag. Bij een aardbeving komt enorm veel energie vrij die zich via het water in een vloedgolf met enorme snelheid verspreidt en aan de kust verwoestingen veroorzaakt. Een meteorietinslag of een vulkaanuitbarsting hebben hetzelfde effect op grote wateroppervlakten. De hoogste tsunami ooit geregistreerd trof in 1737 de oostkust van Siberië, het schiereiland Kamtsjatka. De vloedgolf kwam 64 meter boven de zeespiegel uit. De tsunami in de Indische Oceaan die op 26 december 2004 meer dan 150.000 mensen het leven kostte, was 30 meter hoog.

Lees verder

• De kleur van het zeewater - Noordzee en oceaan
• Storm, hoge golven en witte tijgers op de Noordzee
• Stormvloeden bij Ribe in Denemarken en de Sage van Okholm
• Bosch - verdwenen Waddeneiland bij Schiermonnikoog
• Man overboord – MOB protocol en overlevingstijden