Iedereen die wel eens voor langere verblijfsduur op het strand komt, heeft het verschijnsel bemerkt dat gedurende de dag het strand groter of kleiner wordt. Die verandering wordt veroorzaakt door het getij. Hoogwaterlijn. Het getij ontstaat door de aantrekkingskracht die de maan, de zon en de aarde op elkaar uitoefenen; doordat de maan om de aarde draait, en de aarde en de maan om de zon. Getij bepaalt niet alleen mede de stroming van het water, maar ook de richting en de sterkte van de stroming. In combinatie met de bodemgesteldheid, en in het bijzonder de zandbanken, bepaalt het getij de branding en de golfslag, maar tevens of er kans op muiwerking bestaat.
Het stijgen van de zeespiegel wordt vloed genoemd. Het dalen van de zeespiegel wordt eb genoemd. Het getij ontstaat door het zwaartekrachteffect van de zon en de maan op de aarde. De relatieve positie van de zon, de maan en de aarde tegenover elkaar bepaalt mede hoe sterk het zwaartekrachteffect is en hoe hoog en laag het tij zal zijn. Omdat het water 'in evenwicht' op de aarde moet blijven (centrifugale krachten), neemt het water op de aarde de vorm van een rugbybal aan, met aan weerszijden het hoogwater en bovenop en onderop het laagwater. Per dag is het dus twee keer hoogwater en twee keer laagwater.
- Op locaties die dicht bij de Noordpool of Zuidpool liggen, komt overigens niet elke dag tweemaal hoogwater en tweemaal laagwater voor: deze plaatsen hebben geen dubbeldaags maar enkeldaags tij of gemengd tij.
- Doordat de aarde niet een grote bal met water is, maar er ook nog landmassa's aanwezig zijn, en doordat de zeeën en oceanen niet overal even diep zijn, wordt het water niet gelijkmatig verdeeld.
De getijgolf die aan de Nederlandse kust eb en vloed veroorzaakt, ontstaat in eerste instantie in de Zuidelijke IJszee bij Antarctica en doet er ongeveer twee dagen over om Nederland te bereiken. Wanneer de getijgolf zich bij Groot-Brittannië bevindt, splitst deze zich in tweeën. Een deel komt door het kanaal en via de Britse kust de Noordzee in, het andere deel gaat via de zuidkust van Groot-Brittannië en Ierland omhoog. Doordat het Kanaal smal is, heeft vooral de stroming die 'bovenlangs' Groot-Brittannië komt een grotere invloed op ons getij dan de stroom die via de zuidkust van Groot-Brittannië, door het Kanaal, Nederland bereikt. Dit is ook de reden dat de hoogteverschillen van het getij in Normandië en aan de zuid-Engelse kust relatief groot zijn en aan de Belgische en Nederlandse kust relatief minder.
Het water op de aarde volgt precies de beweging van de maan. Door de draaiing van de aarde om zijn eigen as worden de vloedbergen over de aarde heen gesleept. Aangezien de aardbol in 24 uur om zijn as wentelt, hebben we twee keer hoogwater en twee keer laagwater op een dag. In werkelijkheid vinden deze getijdenbewegingen in circa 24 uur en 50 minuten plaats. Hierdoor verschilt de tijd van het hoog- en laagwater elke dag. Door plaatselijke omstandigheden zal de precieze tijd van plek tot plek verschillen, bijvoorbeeld door de ligging van het strand of (natuurlijke) obstakels. Ook continenten en landmassa's hebben invloed op de stroming van het getij. Bovendien is de zee niet overal even diep; vooral de Noordzee is een relatief ondiepe zee. Door de ligging van de Nederlandse kust is de tijdsduur van hoog- naar laagwater (en andersom) verschillend per locatie. Een cyclus van hoog- naar laagwater duurt over de gehele Nederlandse kust ongeveer 12 uur en 25 minuten, wat inhoudt dat het ongeveer twee keer per dag hoog- en laagwater is.
De kracht van de getijstromingen (vloed- en ebstroom) zorgt ervoor dat de stroom nog langere of kortere tijd doorloopt nadat het hoogste of laagste punt van het getij is geweest. Dit wordt de navloed of na-eb genoemd. De periode die ontstaat tussen het wisselen van de stromingen noemen we de kentering. In dekentering verandert de stroomrichting Z-N of N-Z. Het moment van de kentering zal zich niet precies op het moment van hoog- of laagwater voordoen, maar altijd iets ervoor of erna. Tijdens de kentering is de stroomsterkte gering.
Door bodemverschillen, vormen van de kust en neveneffecten kent de Noordzee een ingewikkeld getijsysteem. Vloedlijn Op het strand is de zogenaamde vloedlijn te zien. Dit is de plek tot waar het water komt met vloed. Vooral bij laagwater is dit onderscheid goed te zien door het 'droge' en het 'natte zand'. In Zeeland is dit verschil tussen hoog- en laagwater het grootst. Hoe hoog en laag het water precies komt, hangt naast de getijdensstroom af van hoe steil het strand is. Wanneer een strand relatief vlak is, komt het water sneller op dan wanneer het steiler is.
De rol van de maan en de zon
Elke maand (de tijd tussen een opvolgende nieuwe maan, ongeveer 29,25 dagen) is er twee keer springtij en twee keer doodtij. Tussen elk van deze getijden zit ongeveer zeven dagen. Tussen doodtij en springtij wordt het getij dagelijks 'sterker' tot aan het springtij. Wanneer de zon, de maan en de aarde op één lijn staan, ontstaat er springtij. Dit betekent dat de zon en de maan in dezelfde richting aan het water op aarde 'trekken'. Dit zorgt ervoor dat de vloed hoger wordt en eb lager wordt. Kortom: er is meer verschil in hoog- en laagwater. Het verschil is direct zichtbaar nabij de evenaar, maar het duurt circa twee dagen alvorens de vloedberg de Nederlandse Noordzee heeft bereikt. Wanneer de zon en de maan haaks op elkaar staan, ontstaat er doodtij. Dit betekent dat de zon en de maan het water twee kanten op trekt. Dit verdeelt het water gelijkmatiger over de aarde, waardoor de vloed minder hoog en eb minder laag wordt. Kortom: er is minder verschil in hoog- en laagwater.
De getijstroom kan versterkt worden wanneer het getij en de wind dezelfde kant opgaan. Hoe harder de wind waait, hoe sterker dit effect, dat wel een 'zoper' wordt genoemd. Het kan verraderlijk zijn als de wind en de stroom dezelfde richting opgaan. Een 'zoper' zal hoofdzakelijk worden veroorzaakt wanneer stroming en wind evenwijdig aan de kust lopen. Een 'zoper' langs de Noord- en Zuid-Hollandse kust zal anders zijn van richting ten opzichte van bijvoorbeeld de Westerschelde, het Eemsgebied of de Friese Waddeneilanden. Wanneer wind en stroming tegengesteld zijn, is het risico minder maar nog wel aanwezig. Bij tegengestelde stroming en wind lijkt het water de ene kant op te bewegen, maar stroomt het onder het oppervlak juist de andere kant op.
Waarom eb en vloed ontstaan en wat ze zo speciaal maakt
Het is een feit dat eb en vloed op aarde (de getijden) ontstaan door de zwaartekracht van de maan. Maar als de maanstand het getij bepaalt, waarom is er dan alleen getijde in de zee en niet in meren? Verder is het ook een (minder bekend) feit dat de zon bijdraagt aan het getij; alleen veel minder. De aarde draait om zowel maan als zon in een complexe dynamiek die leidt tot twee hoogwaterpieken en twee laagwaterpieken per etmaal. De watermassa op aarde is niet homogeen verdeeld; de zeeën en oceanen hebben verschillende dieptes en de kustlijnen zijn grillig, waardoor de getijgolf zich niet eenvoudig kunt berekenen. De theorie is ontwikkeld door Newton, Bernoulli en Laplace, en latere uitwerkingen met Fourier-analyse maakten voorspellingsmodellen mogelijk.
In de praktijk betekent dit onder andere dat lifeguards rekening houden met wanneer de stroming het sterkst is, en dat getijdencycli variëren per locatie door factoren als diepte, wind, en landvormen. Het begrip getij kan worden onderverdeeld in dubbeldaags getij (M2 en S2), enkeldaags getij, en gemengd getij, waarbij de amplitudes afhankelijk zijn van factoren zoals declinatie en afstand tot maan en zon. Het hoofdgetij wordt vaak gemeten met harmonische analyse, wat het mogelijk maakt om de verschillende componenten te scheiden en te voorspellen hoe eb en vloed zich zullen gedragen op een specifieke plek.
Historische ontwikkeling
Al ruim vóór onze jaartelling konden mensen rekening houden met het getij. Plinius de Oudere beschreef de verschijnselen omtrent maan en zon als veroorzakers. Newton leverde in 1687 de zwaartekrachttheorie die getijden verklaart, Bernoulli verwerkte dit tot het evenwichtsgetij in 1740, Laplace breidde dit uit naar een dynamische theorie in 1776, en Fourier maakte de voorspellingsmogelijkheden verder door de fourieranalyse.