GETIJDEN

Getijden van eb en vloed

De zeeën en oceanen op aarde zijn onderhevig aan getijdenbeweging, zichtbaar in regelmatige hoge en lage waterstanden en regelmatige verandering van stroomrichting. Zo kennen de Nerdelandse kustwateren twee maal per etmaal een hoge waterstand, dan is het vloed, en twee maal per etmaal een lage waterstand, dan is het eb. Bij hoog water staat het zeewater aan het strand dichter bij de duinen dan bij laag water, dan is er een breder strand. Bij opkomend tij stroomt het water zeegaten binnen, bij afgaand tij stroomt het water weer naar zee.

Zwaartekracht ofwel aantrekkingskracht van de maan

De zwaartekracht van de aarde houdt het water rond de aarde, de zwaartekracht van de maan trekt de watermassa’s naar zich toe, de middelpuntvliedende kracht van de aarde en de maan als samenstelling doen eveneens een waterberg ontstaan.

De getijden op aarde ontstaan door de zwaartekracht ofwel de aantrekkingskracht van de maan en de zon. Een natuurkundige wetmatigheid is dat er aan iedere massa een zwaartekracht wordt toegeschreven. Hoe groter de massa en hoe dichterbij hoe sterker de zwaartekracht. Wanneer we een voorwerp loslaten valt dat naar de aarde toe, de aarde heeft een vele malen grotere aantekkingskracht dan het voorwerp. De aarde valt dus niet naar dat veel kleinere voorwerp toe maar andersom. De maan is ook een voorwerp in de buurt van de aarde. Een hemellichaam met een aantrekkingskracht op de aarde, die aantrekkingskracht uitoefend op de watermassa’s van de aarde: op de watermassa’s van de oceanen en zeeën.

De maan beweegt het water

Het gevolg daarvan is dat er voortdurend in de richting van de maan een waterbult ontstaat. En omdat de aarde om een denkbeeldige aardas wentelt, bevindt die waterbult zich niet voortdurend op dezelfde plaats op aarde. De waterbult richt zich als het ware voortdurend richting de maan. Vloed en hoog water. Tegelijkertijd is het op andere plaatsen eb en laag water, het water is door de aantrekkingskracht van de maan vandaar weggetrokken. Ook de zon oefent een aantrekkingskracht op de watermassa op aarde uit: werken zon en maan samen dan is er sprake van springtij, ofwel extra hoog en extra laag water. Werken zon en maan minder samen dan is er sprake van doodtij, dan is er minder rijzing en daling van het water.

Middelpuntvliedende krachten

Er zijn daarbij nog meer krachten die spelen. Die verklaren hoe het komt dat er in de richting van de maan een ‘waterbult’ ontstaat maar ook een ‘waterbult’ aan de andere zijde van de aarde. De verklaring wordt gevonden in het fenomeen ‘middelpuntvliedende kracht’. De veronderstelling is dat de aarde en de maan samen een baan om de zon afleggen. En die baan om de zon duurt rond de driehondvijfenzestig dagen ofwel een jaar. De aarde en de maan bewegen zich dus gezamenlijke in een baan om de zon, de maan en de aarde als een samenstel in een eclipsvormige maar voor de beeldvorming in een cirkelvormige baan om de zon.

Samenspel van aarde en maan

De aarde beweegt zich in een baan om de zon in bij benadering 365 dagen, de maan beweegt zich in een baan om de aarde in bij benadering 28 dagen.

De aarde en de maan cirkelen daarbij als koppel in een baan om de zon, maar tegelijk ook als koppel om elkaar heen. Waarbij in deze beweging het draaipunt tussen de aarde en de maan evenwijdig aan de denkbeeldige aardas loopt maar ook nog binnen grenzen van het aardoppervlak, dus de ‘slingerbeweging’ rond de zon is voor de aarde geringer dan die van de maan. De cirkelbeweging van aarde en maan rond deze denkbeeldige (in de tekening rode) as wekken een middelpuntvliedende – of wel centrifugaalkracht op, leidend tot een kracht in tegengestelde richting van vergelijkbare grootte als de aantrekkingskracht van de maan. Waarbij er op aarde een ‘vloedgolf’ ontstaat aan de zijde van de maan door diens aantrekkingskracht, en gelijktijdig een ‘vloedgolf’ aan de andere zijde als gevolg van middelpuntvliedende kracht. Een magnefiek samenspel in het heelal!

In een cyclus van +/- 28 dagen wentelen de Aarde en de Maan als koppel om een denkbeeldige as. Deze ronddraaiende beweging oefent een middelpuntvliedende kracht uit op de watermassa’s van de Aarde, in combinatie met de aantrekkingskracht ofwel zwaartekracht van de maan een zo goed als gelijke ‘waterberg’ creërende aan de tegenovergestelde zijde van de Aarde.

De baan van de maan rond de aarde

Voor de cirkelbeweging rond de aarde heeft de maan bijna vier weken nodig, namelijk zevenentwintig dagen, zeven uur en vierenveertig minuten, soms iets meer, soms iets minder, maar globaal de periode van een maand. De gezamelijke omwenteling van de aarde en de maan als koppel vindt plaats in een periode van negenentwintig dagen, twaalf uur en vierenveertig minuten. Dit betekent een verloop van twee en een halve dag voordat de aarde en de maan weer in dezelfde stand staan ten opzichte  van de zon. Deze factoren zijn van invloed op de getijden. Dagelijks verschuift het tijdstip van eb en vloed, continu verschuiven de perioden van springtij en doodtij. Aan de Nederlandse kust valt springtij twee dagen na nieuwe maan en volle maan, doodtij valt twee dagen na eerste kwartier en laatste kwartier.

Enkeldaags-, dubbellaags- en gemengd getij

Al het bovenstaande maakt dat er aan de Nederlandse kust tweemaal daags eb en vloed is. De aarde draait in 24 uur rond haar denkbeeldige aardas, een punt op aarde wentelt zich van west naar oost, en dat punt beweegt zich daarmee tweemaal daags onder een vloedberg en onder een ebdal door. Maar er zijn ook plekken op aarde met een eenmaal daags hoog en laag water, er zijn ook in Nederland plekken waar er kort na elkaar twee hoog waters en laag waters zijn. Deze verschillen en verschijnselen komen voort uit de continenten met de kustlijnen, de diepten en ondiepten van de oceanen en de warme en koude Golfstromen waarlangs en waardoor de watermassa’s zich rond de aarde bewegen. Ook verschuift de maan in haar positie ten opzichte van de aarde ieder etmaal, waardoor de tijdstippen van hoog en laag water per getij dagelijks van elkaar verschuiven. De maan loopt wat achter op de aarde, waardoor het iedere dag op een tijdstip later hoog of laag water wordt.

Springtij en doodtij

Maanstanden en de invloed van de zwaartekracht van zon en maan op de Aarde.

Het ‘Hoogwater’ bij vloed staat niet altijd even hoog en het ‘Laagwater’ bij eb staat niet altijd even laag. Los van de invloed van bijvoorbeeld windrichting en windkracht en de invloed van in zee stromende rivieren is er wel een regelmaat in de verschillen van eb en vloed. Aan de Nederlandse kust staat het water twee dagen na nieuwe maan en twee dagen na volle maan hoger en lager dan rond de andere maanfasen. Na nieuwe maan en volle maan volgt na twee dagen ‘springtij’. Rond het eerste en het derde kwartier spreekt men van ‘doodtij’ met een geringe rijzing en daling. Bij ‘nieuwe maan’ staat de zon ten opzichte van de aarde achter de maan. De aantrekkingskracht van maan en zon samen in dezelfde richting veroorzaken een hogere rijzing. Springtij. Het vergelijkbare doet zich voor bij ‘volle maan’. De aarde bevindt zich dan tussen de maan aan de ene zijde en de zon aan de andere zijde, beiden met hun eigen aantrekkingskracht. Springtij. Bij de maanfase van het ‘eerste kwartier’ en het ‘laatste kwartier’ staan zon en maan onder een hoek met elkaar, de maan en de zon oefenen zonder de krachten te bundelen ieder in een eigen richting aan de watermassa’s op aarde. Dan ontstaat er ‘doodtij’, aan de watermassa’s op aarde wordt verdeeld getrokken. Bij springtij verplaatsen de bijeen getrokken watermassa’s zich in dezelfde tijd op het ritme van de omwentelingen van de aarde. Omdat de grotere hoeveelheden water zich in gelijke tijden toestromen en afvloeien liggen bij springtij de stroomsnelheden hoger dan bij doodtij.

Eb en vloed, getijden

Getijgolven type 1, Dubbeldaags getij
In een periode van 12:25 uur veroorzaakt de maan een getijgolf M2.
In een periode van 12:00 uur veroorzaakt de zon een getijgolf S2.

Getijgolven type 2, Enkeldaags getij
In een periode van 23:56 uur veroorzaken zon en maan samen een getijgolf K1.
In een periode van 25:49 uur veroorzaakt de maan een getijgolf 01.

De getijdenbeweging en de invloed op de waterdiepten.
Springtij, de invloeden van de Zon S2 en Maan M2 resulteren in een Getijgolf M2+S2 met extra hoog- en extra laagwater.

Volle maan en nieuwe maan

Wanneer de aantrekkingskrachten van zon en maan elkaar versterken doordat zij samen in dezelfde lijn staan ten opzichte van de aarde is er sprake van springtij. S2 en M2 oefenen beiden in dezelfde richting krachten uit op de watermassa’s van de aarde. Dit doet zich voor bij volle maan en nieuwe maan. In de Nederlandse wateren is het normaliter springtij twee dagen na volle en nieuwe maan.

Doodtij, de invloeden van de Zon S2 en Maan M2 resulteren in een Getijgolf M2+S2 van gematigd hoog- en gematigd laagwater.

Eerste kwartier en laatste kwartier

Wanneer de aantrekkingskrachten van zon en maan minder met elkaar in één lijn staan is er sprake van doodtij. S2 en M2 oefenen krachten uit op de watermassa’s van de aarde in verschillende richtingen. Dit doet zich voor bij eerste kwartier en laatste kwartier.

Dubbeldaags getij

Op een plaats op aarde waar het getij M2 en S2 overheersen, daar is sprake van een dubbeldaags getij. De maan veroorzaakt een getijgolf M2 in periode van 12.25 uur en de zon een getijgolf in een peride van 12.00 uur. Bij een ‘dubbeldaags getij’ is het twee maal per etmaal hoogwater en twee maal per etmaal laagwater.

Enkeldaags getij

Op een plaats waar het getijde veroorzaakt wordt door een K1 getijgolf, waarbij zon en maan samen een getijgolf voortbrengen van 23.56 uur en de maan een getijgolf over een periode van 25.49 uur, daar is sprake van een ‘enkeldaags getij’, het is eenmaal per etmaal hoogwater en eenmaal per etmaal laagwater.

Gemengd getij

Op plaatsen waar een ‘gemengd getij’ optreedt, daar wisselen zich de hoogwaters en laagwaters elkaar af in dagelijks een groot en een klein verval, het ene hooghwater in een etmaal is hoger dan het andere hoogwater in hetzelfde etmaal, zo ook met de twee laagwaters in hetzelfde etmaal.

NIVEAUVLAKKEN

Normaal Amsterdams Peil

Bijna driehonderdvijftig jaar geleden, de geschiedenisboeken leren 4 en 5 november 1675, vond er een stormvloed plaats waarvan Amsterdam en omgeving veel wateroverlast van ondervonden. Het IJ waaraan Amsterdam was gelegen stond in open verbinding met de Zuiderzee. De zware storm en de hoge waterstand zetten de grachtengordel en de binnenstad van Amsterdam onder water. Dit wilden de inwoners en het stadsbestuur van Amsterdam niet nog eens meemaken, en er werd besloten tot de aanleg van hogere dijken en nieuwe sluizen. Ook besloot men ertoe de waterstanden in kaart te gaan brengen. Bij de Haarlemmersluis kwam een peilschaal om te meten hoe hoog het water kwam bij eb en bij vloed. Bijna tweehonderd jaar later, in 1870, werden de Oranjesluizen aangelegd die het IJ afsloten van de Zuiderzee, sindsdien zijn eb en vloed op het IJ verleden tijd. Waarbij het meten van de getijdenbewegingen bij de Haarlemmersluis inzicht had gegeven. Zoals de gemiddelde vloedstand op het IJ als uitkomst van de metingen verricht tussen 1 september 1683 en 1 september 1684, waarbij de maanden januari en februari niet zijn meegeteld, waarschijnlijk vanwege de beïnvloeding van de waterstanden als gevolg van stormwind. Maar de gemiddelde vloedstand gemeten in 1683 en 1684 werd sindsdien het Amsterdams Peil genoemd, en sinds 1885 het Normaal Amsterdams Peil, afgekort NAP. Het Normaal Amsterdams Peil is een referentievlak dat gebruikt wordt om de ‘hoogten en diepten boven en onder zeeniveau’ aan te geven. En als referentievlak voor het aangeven van bijvoorbeeld waterstanden, brughoogten en lichtopstanden.

Peilschaal Rivierenland
Niveauvlakken van de getijden ten opzichte van het Reductievlak CD
Kielspeling

Definities

Reductievlak CD
Het vlak waartoe alle peilingen worden herleid. CD staat voor Chart Datum.
Normaal Amsterdams Peil NAP
Een voor Nederlandse kaarten en tabellen gebruikte Chart Datum of Reductievlak
Lowest Astronomical Tide LAT
Het laagst gemeten peil zonder invloed van windopstuwing of windafwaaiing.
Laag Laag Water Spring LLWS
Eerder gebruikt Reductievlak bij zeekaarten
Gemiddeld Laag Laag Water Spring GLLWS
Eveneens een eerder gebruikt Reductievlak bijnzeekaarten
Middenstandsvlak ML
Het vlak dat overeenkomt met de gemiddelde waterstand. Mean Level.
Hoogwaterspring HWS
Het wateroppervlak bij hoogwater tijdens springtij. High Water Spring.
Hoogwaterdoodtij
Het wateroppervlak bij hoogwater tijdens doodtij. High Water Neaps.
Laagwaterspring LWS
Het wateroppervlak bij laagwater tijdens springtij. Low Water Spring.
Laagwaterdoodtij LWN
Het wateroppervlak bij laagwater tijdens doodtij. Low Water Neaps.
Verval Range
De afstand van een hoogwatertot het eerstvolgende laagwater.
Rijzing Rise
De afstand van het Reductievlak tot de hoogwaterstand op een bepaalde dag.
Waterstand Heigth W
De afstand van het Reductievlak tot het wateroppervlak.
Waterdiepte Depth D
De afstand van de zeebodem tot het wateroppervlak
Kaartdiepte KD
De afstand vanaf de zeebodem tot het Reductievlak op een bepaalde plaats.
Kielspeling
De afstand tussen onderkant schip en zeebodem

Getijgegevens bij springtij en doodtij en het reductievlak LLWS (Lowest Astronomical Tide) voor Nederlands en LWS voor Duits gebied. Zie ook de aanwijzingen voor getijstromen.

God zei: ‘Er moeten lichten aan het hemelgewelf komen
om de dag te scheiden van de nacht.
Ze moeten de seizoenen / hoogtijdagen aangeven
en de dagen en de jaren, en ze moeten dienen
als lampen aan het hemelgewelf,
om licht te geven op de aarde.’

Gen.1:14

‘Loof Hem, zon en maan,
loof Hem, heldere sterren,
loof Hem, hoogste hemelen,
water boven de hoge hemel.’

PS 148

WARME EN KOUDE GOLFSTROOM

Thermohaliene circulatie

Er is wereldwijd sprake van zeestromen: warme en koude en zoute en minder zoute waterstromingen die zich bewegen door de oceanen op verschillende diepten in stromingen van bellen en wervelingen. Het woord ‘thermohalien’ geeft dan ook de oorzaak weer, de temperatuurverschillen (thermo) en de verschillen in het zoutgehalte (halien) van het oceaanwater veroorzaakt stijgende en en zich verplaatsende watermassa’s in een voortdurende circulatie. De temperatuur van het zeewater beïnvloeden indirect het weer en klimaat van de aangrenzende werelddelen. Dankzij de warme Golfstroom blijven de Noorse fjorden bijvoorbeeld alle seizoenen ijsvrij en bevaarbaar. Maar de warme Golfstroom doet ook de orkanen in het Caraïbisch gebied ontstaan.

Het ontstaan van de Warme Golfstroom

Oceaanstrooming door zoutgehalte

De ‘Golfstroom’ heeft haar naam te danken aan de Golf van Mexico waar de ‘warme golfstroom’ van de Noordatlantische oceaan begint. De volgende verklaring voor het ontstaan van deze zeestroom is als volgt: Het oceaanwater in de Golf van Mexico liggende ter hoogte van de evenaar wordt opgewarmd door de zon, het zeewater verdampt waardoor er naar verhouding meer zout in het water blijft, hoe zouter het zeewater hoe zwaarder, het zwaardere zeewater zakt naar beneden waar het lichtere zeewater wordt verdrongen, waardoor er een onderzeese stroming ontstaat van de diepere lagen, convectiestroming genoemd als gevolg van verschillen in zoutgehalte en soortelijk gewicht van het zeewater.

Oceaanwater wordt in de tropische gebieden rond de evenaar verwarmd, in het bijzonder in de Golf van Mexico, in de Pacific en de Indische Oceaan.

Oceaanstroming door temperatuurverschil

De andere verklaring voor het ontstaan van de ‘Golfstroom’ is het volumeverschil van massa’a water als gevolg van temperatuur- en volumeverschillen. Warm (zee)water heeft een groter soortelijk volume dan koud (zee)water, met andere woorden, opgewarmd zeewater neemt in volume toe, afkoelend zeewater neemt in volume af. Aan de polen van de aarde verwarmd de zon het water minder dan rond de evenaar. Dit water is dus per volumeenheid kleiner van volume dan het warmere zeewater rond de evenaar. De volumeverschillen veroorzaken volgens deze theorie een niveauverschil, de zeewaterspiegel in de Golf van Mexico zou (volgens berekeningen) een meter hoger staan dan het zeewaterniveau in de arctische wateren rond Groenland, waardoor het water ‘van hoog naar laag’ gaat stromen, door opwarming rond de evenaar en afkoeling bij de polen wordt er een cyclus tot stand gebracht en in stand gehouden.

De Golfstroom in beweging

Vanuit de Golf van Mexico langs de oostkust van de Verenigde Staten, dan de Atlantische Oceaan overstekend naar de Golf van Biskaje, deels westelijk noordgaande langs Groot Britanië de Noordzee langs de Noorse kust en deels onder IJsland en langs Groenland en Newfoundland weer zuidwaarts gekeerd. Inmiddels heeft het zeewater de nodige warmte afgegeven aan de koelere lucht, de smeltende ijskap van de Noordpool en de gletchers van Groenland voegen koud zoet water toe, waarmee er een complex systeem in de Noordatlantic ontstaat van zakkende zout- en koudwatermassa’s en stijgende zoet- en warmwatermassa’s. Via onderstromen zet de Golfstroom zich verder voort via vergelijkbare systemen wereldwijd.

Circumpolaire stroom

Rond Antarctica, het met sneeuw en ijs bedekte continent rond de Zuidpool, is er rond de zestigste breedtegraad sprake van een constante stroom die zich van west naar oost begeeft als gevolg van een altijd staande westenwind, nauwelijks gehinderd door de continenten van Zuid Amerika, Afrika en Australië. Deze stroom, ook wel de ‘Antarctic Circumpolar Current’ ofwel ‘Westenwinddrift’ genoemd beweegt zich vrij in een open waterbekken van drie tot vier kilometer diep dat dat de Atlantische Oceaan, de Indische Oceaan en de Stille – of Grote Oceaan met elkaar verbindt, en daarmee is deze zeestroom ook een verbindende schakel van koude en warme zeestromen. Waarmee zich in de diepte oceanen zich een complex systeem voltrekt van warme en koude watermassa’s in verschillende lagen die van invloed zijn op het klimaat in de verschillende werelddelen.

Het verschijnsel El Ninõ

Het natuurverschijnsel ‘El Ninõ’ wat vertaald betekent ‘Kerstkind’ uit zich in een beduidend warmere watertemperatuur in de Stille Oceaan rond de evenaar voor de kust van Peru, en doet zich rond de kerstperiode voor, als gevolg van een hogere watertemperatuur van de ‘Humboltstroom’ die een afbuiging is van de ‘Antarctic Circumpolar Current’. De koude Humboldtstroom beweegt zich vanuit de Antarctische wateren langs de westkust van Chili noordwaarts om voor de kust van Peru over te gaan in de Zuidequatoriale stroom. De invloed van El Ninõ is dusdanig dat er in het Andesgebergte meer regenval en smeltwater zal zijn door hogere temperaturen, en dat Westeuropa in een ‘El Ninõ-jaar’ een natter voorjaar tegemoet kan zien. In het Caraïbisch gebied zouden zich minder krachtige orkanen voordoen in het orkaanseizoen, maar voor Australië en Indonesië brengt het verschijnsel El Ninõ kans op uitzonderlijke droogte met gevolgen voor de landbouw en bosbranden met zich mee. Het verschijnsel ‘El Ninõ’ doet zich om de drie a zeven jaar voor, waarbij de oorzaak niet helemaal vast staat. In beginsel gaat men uit van een periodiek sterkere opwarmimg van het oceaanwater door de zon, maar er zijn ook aanwijzingen die duiden op vulcanische activiteit op de bodem van de oceaan voor de kust van Nieuw Guinea, leidend tot het natuurverschijnsel ‘El Ninõ’.

‘Door het woord van de HEER is de hemel gemaakt
door de adem van zijn mond het leger der sterren.
Hij verzamelt het zeewater en sluit het in,
Hij bergt de oceanen in schatkamers weg’

PS 33

JAARGETIJDEN

Poolnachten en Middernachtzon

Middernachtzon, gefotografeerd boven de noordelijke poolcirkel. Het gehele etmaal lang blijft de zon in de zomerperiode boven de horizon zichtbaar, in de nacht gepaard gaande met een bijzondere kleur. Deze foto is genomen rond 23.00 uur, een uur voor middernacht.
Astronomische getijden

De seizoenen of jaargetijden op aarde wisselen zich op aarde af gedurende het verloop van het jaar, van de lente naar de zomer en van de herfst naar de winter. In de tropen, de gebieden rond de evenaar, spreekt men van een ‘droog’ en een ‘nat’ seizoen, als equivalent van ‘zomer’ en ‘winter’. In de zomer zijn de dagen langer dan in de winter, zomers komt de zon vroeger in de morgen op en gaat pas later in de avond onder, en daarmee zijn in de zomer de donkere nachten kort. Overeenkomstig: is het voorjaar en lente op het noordelijk halfrond, dan is het najaar en herfst op het zuidelijk halfrond.

In de zomer van het noordelijk halfrond blijft het op hogere breedtegraden en de noordpool ook in de nacht het etmaal rond licht, terwijl het dan op de zuidelijke breedten en de zuidpool gedurende het gehele etmaal donker blijft. In de winter van het noordelijk halfrond is het andersom, dan blijft het ‘licht’ op de zuidpool van de aarde en ‘donker’ op de Noordpool. Te verklaren door de schuine stand van de denkbeeldige aardas ten opzichte van de zon, en wel onder een hellingshoek van 23,44 graden waarbij de aarde rondom de zon een baan beschrijft over een periode van 365 1/4 dagen. Nauwkeuriger gezegd: de aarde beweegt zich van lentedatum naar lentedatum in 365 dagen, 5 uren, 48 minuten en 45 seconden rond de zon, het middelpunt van het zonnestelsel waar de Aarde deel van uitmaakt. De richting van de helling blijft naar één richting gekeerd, waardoor de wijze waarop de zon de aardbol beschijnt veranderd als gevolg van haar stand ten opzichte van de zon. De gebieden op de aarde rond de evenaar blijven tot op zekere hoogte gelijkmatig beschenen, maar hoe verder naar de noord- of zuidpool van de aarde, hoe groter de verschillen in dag- en nachtlengten, temperatuur en klimaat en d wisselende seizoen ofwel jaargetijden.

Kreeftskeerkring en Steenbokskeerkring

De zon wordt in de zomer op het noordelijk halfrond van de aarde meer noordelijk waargenomen bij opkomst en ondergang, in de winter staat de zon voor de waarnemer op het noordelijk halfrond meer zuidelijk. Op het zuidelijk halfrond van de aarde is het tegenovergestelde waarneembaar, ook wat betreft de seizoenen. Wanneer het op het noordelijk halfrond ‘wintertijd’ is, is het op het zuidelijk halfrond ‘zomertijd’. Een waarnemer op het zuidelijk halfrond in de winter daar ziet de zon noordelijker aan de hemel staan dan in de ‘wintertijd’. De ‘Kreeftskeerkring’ op +/- 23 graden 30 minuten noorderbreedte en de ‘Steenbokskeerkring’ op +/- 23 graden 30 minuten zuiderbreedte zijn de ‘keerpunten’ van de zon, daar neemt een waarnemer de ‘zonnewenden’ waar. Op deze breedten staat de zon loodrecht boven de waarnemer, op respectievelijk 21 juni op het noordelijk half rond en op 21 december op het zuidelijk halfrond.

Noordelijke – en zuidelijke Poolcirkels

Deze liggen op respectievelijk de +/- 66 graden 33 minuten Noorderbreedte en Zuiderbreedte. Het zijn de breedten waarboven het gedurende de ‘zomertijd’ het etmaal lang licht blijft en gedurende de ‘wintertijd’ een etmaal lang donker blijft. Geografisch bepaald het volgende de ligging (breedtegraad of hoogte) van de poolcirkels:

Op deze breedten is er één etmaal in het (tropische) jaar waarin in de nazomer
de zon het gehele etmaal  niet boven de horizon komt te  staan.
en één etmaal in het (tropische) jaar waarin aan het einde van de winter
de zon het gehele etmaal wel boven de horizon komt te staan.

Noordelijker of zuidelijker dan de poolcirkels
zijn er meerdere van deze etmalen.

Met andere woorden: wanneer het zomer is en de zon blijft verborgen achter de horizon, dan dient de winterperiode zich aan. Wanneer het winter is en dan is daar de eerste dag dat de zon boven de horizon klimt, dan is de zomer beginnende. Dit gegeven doet zich alleen op de poolcirkels voor. Op hogere breedtegraden, dichter bij de polen, zijn er in de zomer meerdere nachten met de zon waarneembaar boven de horizon en in de winter meerdere dagen zonder zon boven de horizon.

Markering van de noordelijke poolcirkel.

Astronomische Seizoenen

In de tabel met zonsgegevens is het verloop van de ‘Azimuth’ (de richting/peiling in booggraden van de zon ten opzichte van het ware noorden) en de ‘declinatie’ (de hoogtestijging van de zon in booggraden noordelijk of zuidelijk van de evenaar) kenbaar, rond de 21e december worden de uiterste waarden van de declinatie in het zuiden bereikt, rond de 21e juni de uiterste waarden van de declinatie in het noorden.

Klik hier voor Zonsgegevens 2019

Noordelijk halfrond

Lente: 21 maart t/m 20 juni
Zomer: 21 juni t/m 20 september
Herfst: 21 september t/m 20 december
Winter: 21 december t/m 20 maart

Zuidelijk halfrond

Lente: 21 september t/m 20 december
Zomer: 21 december t/m 20 maart
Herfst: 21 maart t/m 20 juni
Winter: 21 juni t/m 20 september

Middernachtzon en Poolnacht

Wanneer in de winterperiode de zon een etmaal niet boven de horizon wordt waargenomen, spreekt men van de ‘poolnacht’. Maar in de zomerperiode van het noordelijk of het zuidelijk halfrond worden de dagen langer en worden de nachten korter. Op de hogere breedtegraden dichter bij de polen kan het gedurende het gehele etmaal licht of minstens schemerig blijven, ook in de nacht. Passeert men de poolcirkels op de 66,34e tot 66,56e noorder – en zuiderbreedtegraad, dan kan men, als de weersomstandigheden gunstig zijn, het gehele etmaal lang de zon boven de horizon waarneembaar zijn, ook op dat deel van de aarde dat van de zon is afgekeerd. Een waarnemer kijkt dan als het ware over de geografische noord- of zuidpool heen en ziet de zon aan de horizon, ook in de nacht, de zon schijnt over de pool heen. Hoe meer men zich richting de noord- of zuidpool van de aarde beweegt, hoe meer dagen per (tropisch) jaar een volledig etmaal waarneembare zon boven de horizon. Of op het zuidelijk halfrond: hoe zuidelijker men gaat hoe meer dagen de zon een etmaal lang waarneembaar zal blijven in de nacht. Dit fenomeen wordt genoemd de ‘middernachtzon’. Het bovenstaande doet zich voor op zowel het noordelijk als het zuidelijk halfrond, tegengesteld. De poolnacht op het noordelijk halfrond betekent de middernachtzon op het zuidelijk halfrond. Of andersom. Een wonder der natuur waar te nemen noordelijker of zuidelijker dan de poolcirkels.

Waar en wanneer de Middernachtzon te zien?

Rovaniemi, Finland van 6 juni tot 6 juli
Lofoten, Noorwegen van 23 mei tot 18 juli
Tromsø, Noorwegen van 17 mei tot 26 juli
Noordkaap, Noorwegen van 11 mei tot 2 augustus
Longyearbyen, Spitsbergen van 18 april tot 25 augustus

Decor van een stuurhuis van een schip varende boven de Poolcirkel. Gefotografeerd in het Hurtigruten Museum in het Noorse Storkmarkness. Zie hoe het bijzondere zonlicht aan de horizon en de Scheepsklok die middernacht aanduidt.

‘De hemel verhaalt van Gods majesteit,
het uitspansel roemt het werk van zijn handen,
de dag zegt het voort aan de dag die komt,
de nacht vertelt het door aan de volgende nacht’

PS 19