Eb en vloed zijn de getijdenbewegingen van het zeewater. Het is eb als het water zakt en vloed als het water omhoog komt. Eb begint dus met hoog water en duurt tot laag water; vloed is de periode van laag naar hoog water. Eb en vloed worden veroorzaakt door de getijkracht van de maan op het zeewater, en in mindere mate door de zon.
Alle waterdeeltjes op aarde worden aangetrokken door de maan. Aan de kant van de aarde die het dichtst bij de maan is, worden de waterdeeltjes sterker aangetrokken dan gemiddeld. Daar ontstaat een ‘waterberg’ die naar de maan toe is gericht. Aan de andere kant van de aarde ontstaat ook een waterberg die van de maan afkeert. Het lijkt dus alsof er twee waterbergen op de aarde staan.
Doordat de aarde in 24 uur éénmaal om haar as draait, is het per etmaal tweemaal hoog water en tweemaal laag water. Doordat de maan in ongeveer een maand om de aarde draait, verschuift de maan in datzelfde etmaal ook een stukje. Behalve de maan trekt ook de zon aan het zeewater. Als de zon en de maan samenwerken, spreken we van springtij; als ze tegen elkaar werken zijn de getijdenbergen minder hoog en het laagwater minder diep.
Bij volle maan en bij nieuwe maan komt het hoogwater meestal rond 10 uur ’s ochtends en rond 10 uur ’s avonds. Bij eerste kwartier en laatste kwartier verloopt het hoogwater rond 3 uur ’s nachts en 3 uur ’s middags. Laag water valt ongeveer midden tussen twee hoogwaterstanden. In de Noordzee valt springtij twee dagen na volle maan en twee dagen na nieuwe maan, waarna de vloedberg vanuit de Atlantische Oceaan wordt gezien in ons gebied. De tijden gelden voor plaatsen zoals Schiermonnikoog, maar niet overal langs de Noordzeekust.
Hoe werkt getij precies?
Het getij, ook wel tij of getij genoemd, is de periodieke wisseling van de waterstand en de daarmee samenhangende getijstroom, als gevolg van de zwaartekracht van de maan en, in mindere mate, die van de zon. Deze verklaring werd in 1687 voor het eerst door Isaac Newton gegeven. Newtons theorie werd later uitgebreid tot het evenwichtsgetij en dynamische theorieën door Bernoulli en Laplace. Verschillen in aantrekkingskracht van de maan op aarde en de rol van de zon leiden tot variaties in getij over de aardbol.
De getijverwekkende krachten kunnen ontleed worden in componenten: een homogeen gedeelte dat het aardoppervlak beïnvloedt, en een getijverwekkende kracht die zowel een verticale als een horizontale component heeft. De verticale component maakt het aardoppervlak en het water omhoog en omlaag bewegen; de horizontale component verplaatst het water langs het aardoppervlak. De aardrotatie zorgt ervoor dat elk punt op aarde periodiek door maxima en minima van het krachtenveld beweegt.
Wanneer hemellichamen in lijn staan (zon, maan en aarde in conjunctie), versterken de getijdeffecten elkaar en spreken we van springtij. Als zon en maan elkaar tegenwerken, zien we minder hoog water en minder diep laagwater, een situatie die doodtij wordt genoemd. Springtij valt twee dagen na volle maan en twee dagen na nieuwe maan; doodtij treedt op rond de eerste en laatste kwartier van de maanfase.
De maan draait om de aarde in ongeveer een siderische maand (27 dagen, 7 uur, 43 minuten en 11,6 seconden). De aarde draait in een siderische dag (23 uur, 56 minuten en 4,09 seconden). Door deze bewegingen bewegen de hoogtes en dalen van eb en vloed dagelijks, waardoor de piek- en daltoppen verschuiven met ongeveer 50 minuten per dag. De zon heeft ook invloed: hoewel de zon veel verder weg staat, is de aantrekkingskracht enorm, maar het verschil in zwaartekrachtskracht over de aarddiameter is kleiner dan bij de maan, waardoor de zon een modulerende rol heeft in het getij.
Invloed van de kalender- en locatieverschillen
Het getij verschilt per locatie door factoren zoals diepte van de zee, ondergrond en landmassa’s. Het feit dat de aardoppervlakte en de watermassa niet homogeen zijn, evenals de aanwezigheid van continenten en zeegaten, zorgt voor regionale variaties. In sommige gebieden, zoals de Straat van Gibraltar en de Middellandse Zee, is het verschil tussen hoog- en laagwater aanzienlijk beperkt doordat water door nauwe doorgangen moet stromen. In de Fundy Baai aan de Canadese oostkust kan het verschil tussen hoog- en laagwater tot wel vijftien meter oplopen.
De getijgolven vanuit de Atlantische Oceaan bereiken de Noordzee via Schotland en Noorwegen en bewegen met de draaiing van de aarde langs wervels in de Noordzee. De centrale wervel is cruciaal voor de wadontwikkelingen in de Waddenzee. De getijregels en -tijden kunnen lokaal variëren, en voor nauwkeurige voorspellingen worden getijtabellen en harmonische analyses gebruikt. In de praktijk bestaan er honderden harmonische componenten, waarvan er veel minder nodig zijn voor een specifieke kustlijn (bij Nederland bijvoorbeeld ongeveer 94 componenten bij ondiep water en minder in dieper water).
De modulatie van het hoofdgetij door maan- en zonstand verklaart twee mechanismen: ofwel het hoofdgetij wordt vermenigvuldigd met een periodieke modulatie, ofwel twee harmonische componenten worden opgeteld. Beide methoden leiden tot hetzelfde getijbeeld; in feite bestaan er maar twee hoofd-getijden: M2 (maansgetij) en S2 (zonsgetij), beide met niet- constant amplitude afhankelijk van locatie.
Historische ontwikkeling en praktische toepassingen
Prehistorisch en oud: mensen hielden al rekening met getij voordat moderne theorieën ontwikkeld werden. De oudst bekende voorbeelden zijn getijde-dokken, zoals bij Lothal in India. Plinius de Oudere beschreef in 77 na Christus de verschijnselen en noemde zowel de zon als de maan als veroorzakers. De eerste gravitatieverklaring kwam van Isaac Newton in 1687; Bernoulli breidde dit in 1740 uit tot het evenwichtsgetij. Laplace werkte in 1776 aan een dynamische theorie en toonde aan dat getijverwekkende krachten in verschillende componenten kunnen worden ontleed met verschillende frequenties. Fourier’s fourieranalyse kwam in 1822, waardoor men langjarige meetreeksen kon analyseren en harmonische componenten kon identificeren.
In hedendaagse praktijk wordt getij voorspeld met harmonische analyse waarbij waterstanden en getijgolven worden geanalyseerd en vervolgens samengevat in getijconstanten (amplitude en geografisch argument) voor een specifieke locatie. Greenwich dient vaak als referentielocatie en tijd 0:00 UTC wordt als basis gebruikt voor het evenwichtsgetij. Voor elke locatie wordt de fase aangepast vanwege het geografische verschil en de route die de getijgolf volgt. De eigenheid van elke plek blijft bestaan doordat de combinatie van afstand tot de evenaar, waterdiepte en kustvorm de exacte getijrespons bepaalt.
Overige concepten en randweetjes
Er bestaan verschillende soorten getij: dubbeldaags getij, enkeldaags getij en gemengd getij. Het verschil tussen eb en vloed varieert niet alleen door maan en zon, maar ook door de nabijheid van de maan (perigeum/apogeum), de declinatie van maan en zon, en de beweging van de aarde ten opzichte van het massacentrum. Een “supermaan” (of nabijstand tijdens nieuwe maan) verhoogt de getijden nog aanzienlijk omdat de maan dichterbij staat en daardoor sterker kan aantrekken.
Naast de oceaan kunnen ook meren getijdeffecten vertonen, maar die zijn veel zwakker. Het getij heeft bovendien invloed op zee- en kustprocessen, zoals stromingen, getijstrekkingen en de vorming van wantijen in wadden- en delta-omgevingen. Het is mogelijk om met getijtafels en stroomschema’s de stromingen bij havens en zeearmen te voorspellen, wat bijvoorbeeld relevant is voor scheepvaartplanning en kustbeheer.
Meester Daan - De Aarde
Samenvatting in eenvoudige termen
De getijden ontstaan door de aantrekkingskracht van de maan op de aarde en het water. Doordat de aarde draait, hebben we twee hoogwaterlijnen en twee laagtwaterlijnen per dag. De zon werkt mee of tegen, afhankelijk van hun stand, waardoor we springtij of doodtij krijgen. De exacte timing en hoogte van eb en vloed zijn afhankelijk van locatie, diepte, landmassa’s en de specifieke banen van maan en zon. Het systeem is complex en verloopt niet als een eenvoudige cirkel, maar zoals een gezamenlijke beweging om een massa middelpunt met een ellipsvormige baan.