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 Nederlandse kustwateren twee maal per etmaal een hoge waterstand en twee maal per etmaal een lage waterstand. Bij opkomend tij stroomt het water de zeegaten binnen, bij afgaand tij stroomt het water weer naar zee.

Aantrekkingskracht van de maan

De maan oefent een aantrekkingskracht uit op de watermassa’s van de aarde. Evenals de middelpuntvliedende kracht door het rondwentelen van de aarde door het heelal

De getijden op aarde ontstaan door de zwaartekrachten, de aantrekkingskrachten van de maan en de zon. Een natuurkundige wetmatigheid is dat er aan iedere massa een zwaartekracht ofwel aantrekkingskracht wordt toegeschreven. Hoe groter de massa, hoe krachtiger de zwaartekracht ofwel aantrekkingskracht. 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 een hemellichaam in de omgeving van de aarde met een aantrekkingskracht op de aarde. En die aantrekkingskracht trekt de watermassa’s van de aarde: op de watermassa’s van de oceanen en zeeën.

De maan beweegt het water

Het merkbare resultaat is dat er in de richting van de maan een waterbult ontstaat. Maar omdat de aarde om haar denkbeeldige aardas wentelt verplaatst die waterberg zich over de aarde. Anders gezegd: de aarde wentelt onder de waterberg heen. Terwijl de waterberg richt zich voortdurend richt naar de maan. Tegelijkertijd is er ook een waterval, op die plaatsen waar de maan minder aantrekkingskracht uitoefent op de watermassa’s. Het is door de aantrekkingskracht van de maan vandaar weggetrokken. Maar ook de zon oefent een aantrekkingskracht op de watermassa uit, afhankelijk van hun stand ten opzicht de van de aarde in dezelfde richting, of in mindere mate. Oefenen zon en maan een aantrekkingskracht uit die samenvallen, dan is het extra hoog water ofwel springtij, maar in die perioden is het in de dalen van de de watermassa’s extra laagwater. Werken zon en maan minder in op de watermassa’s, dan is er sprake van doodtij, is er minder rijzing en daling van het water.

De aarde en de maan wentelen als koppel om elkaar heen en rondom de zon door het heelal

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!

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

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.

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

Invloed van de wind op het water: Opwaaiing en afwaaiing

Wanneer de wind langdurig en krachtig uit de zelfde richting over een groot wateroppervlak waait wordt de watermassa van de windrichting afgeblazen. De watermassa hoopt zich aan de ene zijde op met als gevolg een hogere waterstand dan gemiddeld, terwijl het water van elders wordt weggetrokken, een lagere waterstand dan gemiddeld. Wanneer dit zich voordoet in combinatie met getijdewater, of wanneer dit zich voordoet bij hoge waterstanden in de rivieren, of in combinatie met veel afwatering door gemalen die boezemwateren legen op een groter wateroppervlak, dan kunnen er serieuze problemen ontstaan rondom hoge waterstanden. Maar anderszins, wanneer bijvoorbeeld hoogwater zich voor doet kunnen hoge verwachtingen ook weer afgezwakt worden, of verwachte lage waterstanden hoger uitvallen. Met andere woorden, heersende winden kunnen de waterstanden beïnvloeden. Dubbel versterkt spelen deze factoren wanneer er sprake is van springtij, extra hoog water als gevolg van getijden, en een wind met storm- of orkaankracht zorgend voor extra stuwing. Dan kan er sprake komen van bijzonder laag, of uitzonderlijk hoog water. Dit laatste deed zich voor bij de Watersnoodramp van 1953 aan de Nederlandse kust. Door de springvloed stond het zeewater aan de Nederlandse kust al hoger, de noordwester storm vanaf de Noordatlantische oceaan stuwde de springvloed in de Noordzee door opwaaiing hoger op tegen de zeeweringen. Met overstromingen en dijkdoorbraken tot gevolg. Met die wetenschap worden in ons land de zeeweringen aangelegd, berekend op getijden, mogelijke winden. Met als toegevoegde factor de stijgende zeespiegel en de klimaatverandering.

Disclaimer

De bovenstaande uitleg en benaderingen zijn zo betrouwbaar mogelijk uitgelegd maar geven geen garantie op een veilige navigatie ter land, ter zee of in de lucht of het slagen voor een examen. Het bovenstaande is uitsluitend bedoeld om het begrip van en de belangstelling voor de navigatie te verbreden.