In deze Wiki gaan we het hebben over golven op zee.
Hoe ontstaan ze, hoe bouwen ze zich op en hoe destructief kunnen ze zijn?
Als we een definitie zouden moeten maken voor een golf dan zou die kunnen luiden als volgt: "Een door de wind veroorzaakte golfbeweging van water".
Dat dekt de lading niet helemaal, want golven kunnen ook door andere krachten veroorzaakt worden zoals (boeg)golven van schepen, golven tgv zeestromingen en golven tgv onderzeese aardbevingen.
Ook kan een golf een element bevatten van een deiningsgolf.
Een hele aparte categorie deiningsgolf is de Tsunami-golf.
Op dit materiaal zullen we nader in gaan.
De windgolf
De golven die op zee veroorzaakt worden door de wind wordt zeegang of zee genoemd. (Eng: Sea.)
De wind blaast over de waterdeeltjes.
Zou er geen enkele vorm van weerstand tussen de waterdeeltjes bestaan dan zouden ze allemaal met de snelheid van de wind gaan bewegen.
Echter:
De waterdeeltjes hebben massa. Ze moeten als het ware beseffen dat ze een bepaalde kant op geblazen worden.
Daardoor duurt het even voor ze gaan bewegen en zal het water altijd langzamer bewegen dan de wind.
Bovendien trekken de waterdeeltjes ook nog eens aan elkaar.
Ze willen elkaar niet loslaten. (Cohesie)
Wanneer de wind tegen de waterdeeltjes blaast zullen deze opstuwen.
Tijdens dit opstuwen wordt het volgende waterdeeltje ook al omhooggestuwd.
En zo gaat dat door: de golf wordt hoger.
Omdat de invloed van de wind dieper onder het wateroppervlak steeds minder wordt "vallen" de waterdeeltjes in de hogere waterlagen als het ware over de lagere waterlaagdeeltjes heen.
De richting waarin dit gebeurd heet de "Sleep".
Zie het als een tribune in een voetbalstadion die in één keer geëvacueerd moet worden.
Maar de mensen mogen niet over de gangpaden en trappen lopen, ze moeten over de stoelen lopen.
De mensen op de bovenste rijen zullen eerder en sneller kunnen gaan lopen dan die op de onderste rijen.
Op een gegeven moment, zo in het midden van de rijen stoelen, zullen ze gaan vallen en over de mensen voor hen gaan rollen.
Waterdeeltjes gedragen zich eigenlijk net zo.
Hoe golven op zee ontstaan: Bron YouTube Zeevaartschooldocent.
Aan de achterzijde, de rug, van de golf zullen er ook waterdeeltjes terugzakken:
Tijdens het opstuwen verliezen ze energie waardoor ze zich niet langer kunnen vasthouden aan de andere waterdeeltjes die nog wel omhoog gestuwd worden en zakken terug het golfdal in.
De waterdeeltjes erachter struikelen hier ook nog eens over waardoor de golf een kam kan gaan krijgen.
Dit verschijnsel kan zich pas bij hogere windsnelheden gaan voor doen.
Gaan de golven richting de kust, dan krijgen de onderste waterdeeltjes ook nog eens wrijving van de zeebodem.
De erboven liggende deeltjes struikelen daar ook weer over en worden naar boven geduwd door de waterdeeltjes daar weer achter.
Zo wordt de golf steeds hoger.
Hierdoor kan de golf steeds meer energie opbouwen, sneller gaan lopen en de golf voor hem gaan inhalen: ze worden samen één golf.
Het proces kan zich nu gaan herhalen met deze grotere golf: de golf bouwt en bouwt zich op.
Uiteindelijk kan de golf zo hoog worden dat de voorkant ervan gaat omvallen: de golf breekt.
Dit kan een kam worden die zichzelf in stand houdt omdat hij steeds weer aangevuld wordt met nieuwe brekende waterdeeltjes: terwijl hij breekt en naar beneden valt wordt hij weer aangevuld en rolt om zichzelf heen =>
De pijpgolf, een spectaculaire golf die vooral bij Hawaii en Australië waargenomen wordt, met hoogtes tot 10 meter en snelheden tot wel 70 -100 km/u.
Storm Surfers - How Heavy is a Big Wave? Bron: YouTube: Surf Channel Television Network.
WInd herkennen aan zeegang
Het vereist enige ervaring, maar na verloop van tijd heb je op zee geen windmeter meer nodig om te zien hoeveel wind er staat.
In de NP 100 (Mariner's Handbook) staat een overzicht van de staat van de zee bij alle windsterkten.
Daar hoort ook een omschrijving van de wind bij als ook van de sea state.
Deze waarde is het onthouden waard omdat kleinere schepen hier toch wel hinder van gaan ondervinden.
Buizen/beetje slingeren. Spullen op tafel gaan bewegen en vallen soms om.
"Strong Breeze / Stijve bries
rough / wild.
28 - 33 kn
Near gale / hard
Rough - very rough / Hoge Zee
8 Bft
34-40kn
"gale / stormachtig"
Very rough / high / Zeer hoge zee
9 Bft
"severe gale/ storm
Very rough - high / Wilde zee
10 Bft
48-55 kn
"Storm/ Zware storm"
Very high / Hoge en Wilde Zee
11 Bft
56 - 63 kn
"Violent storm/ Zeer zware storm
Very high / Zeer hoge en wilde zee
Schema van een golf .Bron: MM Jacobs, Noorderpoort.
In ideale omstandigheden zou een hele grote golf op zee er als hierboven uitzien.
Een top, een dal en weer een top.
Zo'n golf wordt een enkelvoudige golf genoemd.
Echter door drukverschillen, wrijvingsverschillen, de wind die net even wat meer of minder invloed heeft onstaan er onder de bovenste laag meerdere enkelvoudige golven.
De combinatie van al die laagjes vormen samen weer de golf die je aan de oppervlakte ziet die de samengestelde golf wordt genoemd.
Het stukje vanaf het niveau van vlak water tot aan het dal heet "amplitude".
We hebben het hier wel aldoor over "golven" maar feitelijk is dit zeegang.
Er is namelijk nog een element dat de golf vormt, de Deining.
(Zie volgend hoofdstuk)
De combinatie van deining en zeegang heet golven.
De hoogste golf wordt maximum golfhoogte genoemd.
De golfhoogte die in weerberichten vermeld wordt en dus verwacht mag worden wordt significante golfhoogte genoemd.
DIt is niet helemaal hetezelfde als gemiddelde golfhoogte.
Gemiddelde golfhoogte is alle hoogtes (dus ook de max) bijelkaar opgeteld en dat gedeeld door het aantal waarnemeningen.
Significant wil zoveel zeggen als: Er zullen gerust hogere golven zijn, maar houd in de verwachte weersomstandigheden rekening met XX meter.
Zodra de wind afneemtneemt de significante golfhoogte af.
De kleine golfjes op de achterkant van de golf verdwijnen.
De kammen worden minder groot of verdwijnen.
Wat over blijft is deining.
Deining
Deining (Eng: "Swell") is de golven die overblijven wanneer de wind weggevallen is.
Dus eigenlijk de golven minus de zeegang.
Indian Ocean - Ocean Swell - Calm Sea Bron YouTube, Captain Christos
De energie die het water opgeslagen heeft tijdens bijvoorbeeld een storm
blijft erin opgeslagen.
Die kan niet opeens verdwijnen omdat de wind is gaan liggen.
Zo plant de golfbeweging zich voort.
Het gevolg is deining.
Op ondiepe zeeën als de Noordzee zal die deining kort zijn, op oceanen lang.
Speciale golven
Reflectiegolven
Refelectiegolven zijn golven die met een bepaalde snelheid tegen een hard oppervlak aan komen en dan teruggekaatst worden.
Afhankelijk van het oppervlak waartegen gereflecteerd wordt kan dat alle kanten op gaan.
Berucht in dezen is de Golf van Biscaye, waar bijzonder nare zeegang kan staan wanneer de wind / zeegang deining uit het westen tot zuidwesten komt.
Dichter bij de kust (met name de N-kust van Spanje) kunnen ook kruiszeeën voorkomen.
(Zie aldaar)
Storm - Bay of Biscay - Tenth wave. Bron: MyGolAnd YouTube
Tussen en net even voorbij de pieren van Hoek van Holland is ook zo'n beruchte plek.
Bij een beste bries uit het W-en/NNW-en is het buiten op zee vaak beter uit te houden dan tussen de pieren.
Ook hier is het dus zaak om de luiken nog even goed gesjord te houden totdat men goed binnen is.
(Dat is sowieso verplicht maar veel kapiteins laten voor het aanmeren de boel al open maken.)
Refractiegolven
Refractiegolven zijn golven die door een obstakel een andere richting gaan krijgen.
Refractie van licht is de afbuiging van licht wanneer het op een ander oppervlak valt of daardoorheen schijnt.
Bijvoorbeeld zonlicht dat door de dampkring valt.
Met golven kan hetzelfde gebeuren.
Bijvoorbeeld als de zeebodem verandert van zandgrond naar rotsbodem.
Of als het ondieper begint te worden.
De golven kunnnen dan van hun oorspronkelijke richting afbuigen.
Ze gaan dan ook niet meer geheel in de richting van de heersende wind: "Referactie"
Tijdens de aanloop van havens wil dit nog wel eens voor verrassingen zorgen.
Men moet dus ook nooit al op zee de deklast ontdoen van de sjorringen tenzij je zeker weet dat het verschijnsel zich niet voor kan gaan doen.
(Doodstil weer, geen zeegang.)
Refraction waves. Bron Keith Meldal Youtube.
Difractiegolven
Diffractiegolven zijn golven die nadat ze door een vernauwing gedreven zijn zich weer kunnen verspreiden.
Wikipedia geeft als omschrijving:
Diffractie is het afbuigen van een golf langs een ondoordringbaar obstakel. Meestal gaat het om de zijdelingse verbreding door interferentie van een golf die een opening in een ondoordringbaar scherm passeert.
Dus, de golf passeert bijvoorbeeld twee pieren, waarachter het weer breder wordt, daarna divergeert (vandaar de naam) weer.
Waar men op verdacht moet zijn is dat bij het binnenlopen dit soort golven de kont kunnen optillen en "opzij" duwen waardoor het schip uit haar roer loopt.
Uiteraard zullen de golven dan wel enige omvang moeten hebben.
Kruiszeeën
Kruiszeeën is een golfpatroon waarbij korte hoge golven ontstaan.
Defintie: korte, hoge golftoppen in een overigens betrekkelijk kalme zee, ontstaan door het schuin door elkaar lopen van verschillende golfpatronen.
De definitie aan boord luidt meestal "Wiki de Viking-golfjes".
Ze ontstaan doordat verschillende zeegangen elkaar tegen komen.
Ze botsen.
Er ontstaat een hele warrige zee waar eigenlijk geen comfortabele koers in te vinden is.
Grondzeeën
Het kan zijn dat door combinaties van de hierboven genoemde factoren en harde wind de golven zo hoog worden dat een schip het gevaar loopt op in een golf dal de zeebodem te raken.
Op dat moment verliest het schip zijn snelheid, raakt zeer waarschijnlijk uit de koers (Afhankelijk van waar het schip stoot) waarna het schip weer opgetild wordt en een willekeurige kant op gesmeten kan worden.
Gebeurt het dan dat het schip min of meer dwars op de golven komt en de volgende golf breekt net dan is het niet denkbeeldig dat het schip kapseist.
Vissersschip in grondzeeën. BronL Zeevaartschooldocent YouTube
Grondzeeën zijn daarom berucht onder zeevarenden.
Ze komen in Europa veel voor in de zeegaten tussen de Waddeneilanden.
Bij straffe O-en wind zijn de havens aan de oostkust van Engeland en Schotland (Great Yarmouth, Aberdeen, Peterhead) ook "beroemd" om hun grondzeeën.
Bij Westenwind heb je kans op grondzeeën in / tussen de pieren van havens aan de westkust van Spanje en Frankrijk.
Freak waves
Freak waves.
Rogue waves
Monstergolf.
Allemaal namen voor golven die zoveel energie hebben dat ze hoger en hoger worden.
"Een monstergolf is volgens de definitie een golf die sterk afwijkt in hoogte en/of vorm van de golven in de onmiddellijke buurt. "
Rogue wave Freak wave (Northwestern) De energie wordt gehaald uit stroming, deining en zeegang.
Vaak omdat ze allen uit dezelfde richting komen.
Dus een klein golfje die met de stroom en de deining mee "golft" wordt ingehaald en 'opgegeten' door een net iets groter golfje, deze twee golfjes hebben de energie samengebald en worden weer "opgegeten" door een volgende golf.
Het opstuwen, toenemen in hoogte, wordt nog eens versterkt door een tegenstroom die soms op diepere waterlagen stroomt.
Die tegenstroom werkt dan als "ondiepte".
En zo gaat dat maar door.
Op het moment dat ze zo goed als op de top van het verzamelen van energie zitten gaan ze samen met andere golven en vormen daarna één grote golf.
Men ziet ze niet aankomen.
Pas op het laatste moment zie je dat zo'n golf zich gevormd heeft en is het feitelijk al te laat om te anticiperen, zoals gas terug nemen.
Bovendien is een freak wave dermate hoog dat men juist druk op het roer moet houden om tegen de golf op te kunnen varen.
Doet men dat niet, dan kan de kop opzij wegvallen en krijgt men de golf dwarsop...
Men vermoed dat dit de München is overkomen in december 1978.
Na een klap van een golf gehad te hebben heeft het schip nog een noodbericht uit kunnen zenden terwijl het stuurloos en zonder elektriciteit ronddreef in de storm.
Ruim 30 uur later verloor men het contact met het schip, nog voor een ander schip te hulp kon schieten.
Freak waves zijn daarom uitermate gevaarlijk.
In april 1966 werd het SS Michelangelo getroffen door een freak wave.
De schade was verschrikkelijk.
Top 5 MASSIVE Waves VS Oil Rigs - heavy seas!. BRon: YouTube/Top Fives.
Er zijn rapporten van platforms in het Noorse gedeelte van de Noordzee die met de onderkant 30 meter boven de zeespiegel staan en toch getroffen werden door zo'n freak wave.
BBC2 Horizon Freak Wave. BBc, YouTube
Tsunami
Oorsprong tsunami’s
Om een tsunami (Japans voor Haven Golf) te genereren is een mechanisme nodig dat in korte tijd een grote hoeveelheid water verplaatst. Een voorbeeld van zo’n mechanisme is een aardbeving die plaatsvindt in de aardkorst onder water. Niet elke aardbeving onder water veroorzaakt een tsunami. Twee platen die horizontaal langs elkaar schuiven kunnen wel een aardbeving veroorzaken, maar hierbij zal nauwelijks water verplaatst worden. Er moet een verticale beweging van de zeebodem plaatsvinden. Bovendien moet de aardbeving behoorlijk sterk zijn (magnitude > 7,0) en niet te diep onder de zeebodem plaatsvinden.
The 2004 Indonesia Tsunami. Bron: NOAA Visulaizations, YouTube.
Áls een tsunami wordt opgewekt, hangt zijn hoogte ook nog af van de diepte van het water waaronder de aardbeving plaatsvindt. Als de beving onder een ondiepe zee of oceaan plaatsvindt, is het verschil in waterdiepte tussen de plaats van ontstaan en het kustgebied klein. Daardoor is ook het verschil in voortplantingssnelheid van de tsunami klein en zal de hoogte van de golf weinig toenemen. De aardbeving van 26 december 2004 vond plaats onder een ruim één kilometer diep zeegebied.
Veranderingen bij de kust
Bij het naderen van de kust komen de golven in steeds ondieper water waardoor de voortplantingssnelheid afneemt. Dit heeft een afname van de golflengten tot gevolg, maar, vanwege behoud van energie, ook een toename van de golfhoogten. Bovendien treedt er vervorming op doordat de hogere delen sneller gaan lopen dan de lagere. Alles bijeen is het gevolg dat met name de voorzijde van de golven, gezien vanuit de kust, sterk steiler kan worden, soms zelfs tot breken (branden) toe. Of dat laatste gebeurt, hangt sterk af van het bodemprofiel. In het laatste stadium van de nadering van een hellende kust treedt oploop op, waarbij de impuls van het aankomende water een zekere watermassa tegen de helling opstuwt. De hoogte die daarbij bereikt kan worden boven het ongestoorde zeeniveau kan wel tot tien keer de golfhoogte op dieper water bedragen.
Waarom is een tsunami zo desastreus?
Een tsunami is op de oceaan niet extreem hoog. Twee uur na de aardbeving had de tsunami van 26 december 2004 op de oceaan een maximale hoogte van ongeveer 60 cm (figuur 4). Gewone windgolven kunnen vele malen hoger zijn. Toch leiden dat soort windgolven niet tot dergelijke grote overstromingen.
Het verschil zit voornamelijk in de periode en de lengte van de golf. Windgolven hebben een periode in de orde van 5-15 seconden en een lengte van maximaal enkele honderden meters. Tsunami’s hebben een veel grotere periode (in de orde van een kwartier à een half uur) en een veel grotere lengte (de tsunami van 26 december 2004 had golflengten in de grootte-orde van ongeveer 150 kilometer).
Als windgolven de kust naderen en in ondieper water komen, worden ze – net als tsunami’s – hoger. Alleen is dit effect bij tsunami’s veel sterker omdat die op diep water zoveel lager zijn en hun golflengten zoveel groter. Windgolven worden door deze processen uiteindelijk instabiel en breken voordat ze de kust bereiken. Daarmee verliezen ze een groot deel van hun energie.
Door de veel grotere lengte wordt een tsunami lang niet zo steil, waardoor een tsunami niet of pas veel later breekt, maar het land oploopt. In sommige gevallen ‘als een muur van water’. Bovendien resulteert de lange golfperiode in een vrij lange duur van elke aanval. Dit alles heeft grote gevolgen. In geval van lager gelegen land treedt overstroming op. De hoge stroomsnelheden die zich daarbij kunnen voordoen (tot wel 5 m/s), gecombineerd met de soms aanzienlijke overstromingsdiepten, kunnen leiden tot grote schade en veel slachtoffers. Uit sporen in het landschap heeft een Japans onderzoekteam geprobeerd in kaart te brengen hoe ver landinwaarts het water in en rond Banda Atjeh is gekomen (figuur 5).
Fig 4. Kaart van Banda Atjeh met de oorspronkelijke en de nieuwe kustlijn, het gebied dat grotendeels verwoest is en het gebied dat overstroomd is. De oranje symbolen geven de verplaatsing weer van twee schepen door de tsunami.
Hieruit blijkt dat in sommige laaggelegen gebieden het water 4 kilometer de stad in is gestroomd en dat op sommige plekken, die 2,5 tot 3 kilometer uit de kust lagen, het water 12 meter boven gemiddeld zeeniveau heeft gestaan.
Aan de westkust ten zuiden van Banda Atjeh, waar de vlakke kuststrook slechts enkele honderden meters breed is en een heuvelrug aan de kust grenst, zijn oploophoogten opgetreden van circa 35 meter.
(Bron: KNMI)
Zoals gezegd kan de voortplantingssnelheid van de Tsunamigolf oplopen tot 700-800 km/uur.
Dat maakt dat het waarschuwen voor een Tsunami als hij eenmaal in de buurt van een kust komt welhaast onbegonnen werk is.
Daarom is er injuni 2005 een waarschuwingssysteem in het leven geroepen.
In zeebevinggevoelige oceaangebieden ligt een heel netwerk van waarnemingsboeien. ("Tsunami Warning System in the Pacific ") Zij meten (ook bij stormen) de gemiddelde golfhoogte.
Deze gemiddelden worden contant met elkaar vergeleken
Wanneer er opeens een afwijking wordt waargenomen, bij slechts een paar boeien maar de andere boeien nog niet, die daarna gelijk weer afneemt dan treedt het alarm in werking.
Ook liggen er sensoren op de oceaanbodem die een beving waarnemen. (DART-systeem, dit staat voor: Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis. Bron: schoolwiz.nl)
The NEAM Tsunami Early Warning System. Bron: UN Office for Disater Risk Reduction, YouTube.
De Tsunami van 2004
Op tweede kerstdag van 2004 vond er een Tsunami plaats die vooral Indonesïe getroffen heeft, maar over de hele wereld waargenomen kon worden.
Ook in Europa is een zeespiegelstijging van enkele centimeters waargenomen.
De energie die in een Tsunami kan zitten is dus welhaast onvoorstelbaar.
Hierboven zien we dat de schaal van Richter gaat tot een magnitude van 8.5.
De zeebeving van de Tsunami had een kracht van 9.3.
Het gevolg was dan ook desastreus.
THAILAND TSUNAMI 2004 RAW FOOTAGE Bron: Pjharb; YouTube
Het gevolg was een geschat dodental van 130.000 personen.
Niet alleen in Indonesië, maar ook in Thailand, Sri Lanka en zelfs Bangla Desh.
Waarschuwingssignalen voor Tsunami's
Veel mensen zijn omgekomen omdat men destijds wel wist van het verschijnsel Tsunami, maar er eigenlijk nooit echt veel aandacht aan besteed was omdat ze zo weinig voor kwamen.
Of op zijn minst dan op de schaal van de ramp in 2004.
Toch is er een aantal waarsschuwingssignalen die aangeven dat er een Tsunami op komst is: (Bron: Wikihow)
1
Wees extra voorzichtig na een aardbeving. Als je in een kustgebied woont, is een aardbeving een belangrijke reden voor bezorgdheid en preventief handelen.
2
Let op een snelle toe- en afname in kustwateren. Als de zee zich plotseling terugtrekt, zodat je een kale zandvlakte ziet, is dit een belangrijk waarschuwingssignaal dat er plotseling een grote golf water landinwaarts kan gaan.
Tsunami - Five signs approaching tsunami. Bron: Top Topics; Youtube.
3
Let op vreemd gedrag bij dieren. Pas op wanneer dieren het gebied verlaten of zich abnormaal gedragen, bijvoorbeeld als ze schuilen bij mensen of elkaar opzoeken op een manier waarop ze dat normaal niet doen.
Veel dieren, zoals olifanten, maar ook honden en katten, zijn in staat om subsonische geluiden waar te nemen, als ook de trilling die door de aarde gaat t.g.v. een aardbeving en het gebulder van de golf.
Hun instinct zal ze wegdrijven van de bron van het geluid, zo wordt vermoed.
Zeker weet men het niet, maar het was frapant dat er bijzonder weinig dode dieren aangetrofeen zijn na de ramp.
NATURE | Can Animals Predict Disaster? | Eyewitnesses | PBS
Vissen kunnen in paniek uit het water springen.
(Wat de Thaise bewoners in de buurt van het water hield ipv wegvluchten, omdat ze een makkelijke vangst zagen).
Rare!! Before Japan Tsunami, The fish escape from water.
4
Luister naar waarschuwingen van de overheid. Als de lokale autoriteiten tijd hebben om een waarschuwing te geven, luister daar dan naar.
Het arrangement Meteo: Golven op zee is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Menno Jacobs
Laatst gewijzigd
2025-04-26 15:12:59
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0
Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of
bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Leeromgevingen die gebruik maken van LTI kunnen Wikiwijs arrangementen en toetsen afspelen en resultaten
terugkoppelen. Hiervoor moet de leeromgeving wel bij Wikiwijs aangemeld zijn. Wil je gebruik maken van de LTI
koppeling? Meld je aan via info@wikiwijs.nl met het verzoek om een LTI
koppeling aan te gaan.
Maak je al gebruik van LTI? Gebruik dan de onderstaande Launch URL’s.
Arrangement
IMSCC package
Wil je de Launch URL’s niet los kopiëren, maar in één keer downloaden? Download dan de IMSCC package.
Wikiwijs lesmateriaal kan worden gebruikt in een externe leeromgeving. Er kunnen koppelingen worden gemaakt en
het lesmateriaal kan op verschillende manieren worden geëxporteerd. Meer informatie hierover kun je vinden op
onze Developers Wiki.
