Waddenzee. Foto: Adobe Stock / TasfotoNLHet is twee keer per dag eb en vloed. Vloed is de periode wanneer de waterstand stijgt tot het maximaal is. Eb is de periode wanneer het water zich terugtrekt. Hoe werkt eb en vloed eigenlijk en waarom is het verschil tussen beiden niet overal hetzelfde? En wat is springtij? Het antwoord op deze vragen lees je in dit artikel.
Eb en vloed worden hoofdzakelijk veroorzaakt door aantrekkingskracht van de maan. De zwaartekracht van de maan (en die van de zon in mindere mate) trekt aan de aarde, maar ook aan het water van de aarde. Hierdoor verplaatst het water naar de maankant van de aarde. Het is daar dan vloed. Hoe dichter de aarde bij de maan en de zon staat, hoe groter de aantrekkingskracht en hoe hoger het water staat. Omdat de aarde in 24 uur om zijn as draait hebben we zo ongeveer tweemaal per dag hoogwater en tweemaal per dag laagwater.
Verschil tussen eb en vloed niet overal hetzelfde. Het verschilt per locatie wanneer het eb of vloed is. Ook varieert het verschil tussen beiden per plaats. Als het water niet makkelijk naar en van de oceanen kan stromen is er weinig verschil. Een voorbeeld hiervan is de Straat van Gibraltar en de Middellandse Zee. Het oceaanwater moet door een versmalling om naar de Middellandse Zee te komen. Het verschil tussen laagtij en hoogtij is in de Middellandse Zee daarom nauwelijks zichtbaar. Het grootste verschil vind je terug in de Fundy Baai aan de Canadese oostkust. Het verschil kan hier wel vijftien meter zijn.
Vloed niet altijd even hoog? Hoe hoog de vloed op een locatie precies is wisselt. Dit komt doordat het water van de aarde niet alleen wordt aangetrokken door de maan, maar ook door de zon. De aantrekkingskracht van de zon is minder sterk dan van de maan, omdat de zon verder weg staat. Als de maan, de aarde en de zon op een lijn staan versterken de krachten die eb en vloed veroorzaken elkaar. Dit geldt voor volle maan en nieuwe maan. Het hoogwater is dan extra hoog. Dit heet springtij.
Bij de maanfasen eerste kwartier en laatste kwartier (halve maan) werken de zon en maan elkaar tegen en oefent de maan zijn kracht dusdanig uit dat het verschil tussen eb en vloed afneemt. Dit wordt doodtij genoemd. Bij helder weer is de maan net zo goed te zien. Foto: Carla Versteege
Extra hoog springtij. Bij nieuwe maan is het springtij nog net wat hoger dan bij volle maan, omdat de zon en de maan dan aan dezelfde kant van de aarde staan en de aantrekkingskracht op het water in één richting wordt uitgeoefend. Springtij valt overigens niet op de dag van volle maan of nieuwe maan, maar twee dagen erna. Ook de eerste twee dagen na volle en nieuwe maan is de aantrekkingskracht nog groot en neemt de laagte van eb en de hoogte van vloed nog verder toe. Als er sprake is van een supermaan (of een dichtbijstand tijdens nieuwe maan) is de aantrekkingskracht nog een stuk groter dan bij een normale maan, laat staan een 'micromaan' (tegenhanger supermaan). Dit komt doordat de maan dan relatief dicht bij de aarde staat en meer aantrekkingskracht op het water kan uitoefenen.
Lees ook: Dit moet je weten over de invloed van het weer op eb en vloed
Het getijde, tij of getij is de periodieke wisseling van de waterstand, en de daarmee samenhangende getijstroom, die op Aarde optreedt als gevolg van de zwaartekracht van de Maan en, in mindere mate, die van de Zon. Deze verklaring van het verschijnsel werd in 1687 voor het eerst door Isaac Newton gegeven. Newtons theorie werd in 1740 door Daniel Bernoulli uitgebreid tot het evenwichtsgetij, dat ten onrechte vaak aan Newton zelf wordt toegeschreven. In 1776 werd de theorie door Pierre-Simon Laplace verder uitgebouwd tot een dynamische theorie van het getij, waarmee in principe het gedrag van ieder deeltje onder invloed van een veranderende getijdenkracht en op een draaiende aarde voorspeld moet kunnen worden.
Verschillen in factoren zorgen voor grote variatie van getijpatronen per locatie. De getijvormen worden grofweg onderverdeeld in dubbeldaags getij, enkeldaags getij, en gemengd getij. Wanneer de getijkrachten van Zon en Maan dezelfde richting hebben en zo elkaar versterken, is de amplitude van het getij het grootst; dit wordt springtij genoemd. Al ruim voor onze jaartelling waren mensen in staat rekening te houden met het getij of er zelfs gebruik van te maken. Het tot nu toe oudst bekende voorbeeld is een getijdendok bij Lothal in India. Reeds tijdens de oudheid was bekend dat het getij samenhangt met de positie van de Maan. Plinius de Oudere kon in 77 AD al een vrij nauwkeurige beschrijving van de verschijnselen geven, waarbij hij zowel de Zon als de Maan als veroorzakers noemde.
De theorie is daarna lange tijd niet uitgebreid of verbeterd. Pas in de vroegmoderne tijd gingen wetenschappers weer nadenken over de oorzaken van het verschijnsel. Galileo Galilei opperde in 1616 dat het getij veroorzaakt werd door het heen en weer klotsen van het water als gevolg van het draaien van de aarde om de zon én door haar rotatie om haar eigen as. René Descartes stelde rond 1630 in zijn vortextheorie dat het getij veroorzaakt werd door de druk van de ether. Volgens William Gilbert was het de magnetische aantrekking tussen Aarde en Maan die het getij veroorzaakte. De eerste die het getij verklaarde met behulp van de zwaartekracht, was Isaac Newton, in 1687. Newtons theorie werd later, in 1740, uitgebreid door Daniel Bernoulli. Hij was degene die er het evenwichtsgetij van maakte dat zo vaak aan Newton wordt toegeschreven. In 1776 stelde Laplace, met behulp van Newtons gravitatietheorie, als eerste een dynamische theorie van het getij op.
Uit het werk van Laplace kwam naar voren dat de getijverwekkende kracht in verschillende componenten, elk met een eigen frequentie, ontleed kon worden. Met de ontwikkeling van de fourieranalyse door Joseph Fourier, in 1822, werd het mogelijk de afzonderlijke componenten te onderscheiden uit lange reeksen metingen aan het getij op een bepaalde plek. Daarbij worden de harmonische componenten (partiële getijden) geanalyseerd en opgeteld om het totale getij te reconstrueren. Er zijn zo'n 400 componenten bekend, maar in de praktijk worden er minder gebruikt. Bij de Nederlandse kust, langs relatief ondiep water, zijn dit er 94; bij dieper water worden er minder gebruikt.
De getijgolf kent dubbeldaags maansgetij ( M2 ) en dubbeldaags zonsgetij ( S2 ). Deze hebben echter geen constante amplitude; ze variëren afhankelijk van de afstand en declinatie van de Maan en Zon. Het hoofdgetij kan worden gemoduleerd door harmonische componenten of door modulatie. De hoeksnelheid van de getijdencomponenten en hun fases bepalen het lokale getij. Greenwich wordt vaak als referentielocatie gebruikt voor het evenwichtsgetij en de getijconstanten amplitude H en geografisch argument g worden daarbinnen gedefinieerd. De lokale getijvoorspellingen ontstaan door harmonische analyse op lange tijdreeksen waterhoogte.
In de praktijk verloopt het getij op aarde niet exact zoals het evenwichtsgetij voorspelt, omdat watermassa niet homogeen is, zeeniveaus wereldwijd variëren, en kustlijnen grillig zijn. Ook het Corioliseffect en landmassa's belemmeren de voortplanting van de getijgolf. Desondanks blijft de theorie een bruikbaar referentiepunt voor het begrijpen van getij en het voorspellen ervan.
Samenvatting van kernpunten
- Eb en vloed ontstaan door de zwaartekracht van de Maan en, in mindere mate, de Zon.
- Springtij treedt op bij alineering van maan en zon op dezelfde kant van de Aarde.
- De grootste variatie in hoogwater vind je in Bay of Fundy; kleine variaties bij de Middellandse Zee.
- Het getij wordt bestudeerd via harmonische analyse en getijconstanten zoals amplitude en fase worden bepaald voor elke plek.
- Historische ontwikkeling van getijtheorie begon bij Newton en werd verder uitgewerkt door Bernoulli en Laplace.
- Het werkelijk optreden van getij wijkt af van het eenvoudige evenwichtsgetij door stromingspatronen, waterdiepte en landmassa's.
Lees verder over de invloed van weersomstandigheden op eb en vloed en hoe moderne modellen getijden voorspellen voor specifieke locaties.
Inzicht in eb en vloed geeft niet alleen watertijden weer, maar ook praktische inzichten voor scheepvaart, kusterosie, en mariene ecosystemen. Met de juiste data en analyse kunnen kustgebieden zich beter aanpassen aan variaties in getijgolven, springtij en de potentieel verhoogde waterstanden tijdens extreme maanstanden.
Kust - Het getij, hoe werkt dat ook al weer
Voortbouwend op harmonische analyse en historisch onderzoek blijven wetenschappers de getijprocessen in kaart brengen, zodat voorspellingen steeds robuuster worden en tafelpeilingen, havens en waddengebieden beter begeleid kunnen worden in periodes van extreem waterstand.
Foto: Adobestock / TasfotoNL