De getijden worden hoofdzakelijk veroorzaakt door de aantrekkingskracht van de Maan en, in mindere mate, die van de Zon. De Zeestromen zijn daarmee gekoppeld aan de zwaartekracht die op aarde en op het water werkt, en aan de beweging van de aarde en de Maan om hun gemeenschappelijke zwaartepunt.
De aarde en de Maan draaien om een gezamenlijk massamiddelpunt dat zich dicht bij de aarde bevindt. Dit middelpunt ligt net binnen het aardoppervlak. Door deze draaibeweging ontstaat een middelpuntvormige kracht die samen met de aantrekkingskracht van de Maan het water aan beide kanten van de aarde omhoogduwt, wat eb en vloed veroorzaakt. De kracht van de Zon werkt eraan mee, maar is kleiner vanwege de enorme afstand.
Belangrijke figuren en concepten
- Figuur 1 laat de Aarde en de Maan zien die rond een gemeenschappelijk zwaartepunt draaien.
- De aantrekking van de Maan is het sterkst op het zenit en het zwakst op het nadir; de horizontale component van de getijkracht veroorzaakt langsvaarten van watermassa’s.
- De aarde draait in 24 uur om haar eigen as, waardoor de getijpunten twee keer per dag langs de kust passeren (hoogwater en laagwater).
- De getijgolven worden verplaatst en beïnvloed door zandbanken, kusten, en continentale vormen, waardoor lokale variaties in eb en vloed ontstaan.
Wanneer de Zon, Maan en Aarde in een lijn staan, versterken hun getijkrachten elkaar en spreken we van springtij: hoogwater is nog hoger en laagwater nog dieper. Bij neerwaartse hoek tussen Zon en Maan ten opzichte van Aarde (bij Nieuwe Maan en Volle Maan) kan dit effect extra uitgesproken zijn. Tegelijkertijd kunnen bij Eerste en Derde Kwartier de krachten elkaar tegenwerken en is het verschil tussen hoog- en laagwater kleiner, wat doodtij genoemd wordt.
Waarom het getij niet overal even hoog is
De sterkte en timing van eb en vloed hangen af van meerdere factoren:
- Afstand tot de Maan en de Zon: langer dan 2 Maan-afstanden vermindert de intensiteit van de getijkracht.
- Declinatie van de Maan en de Zon: de hoek ten opzichte van de ecliptica bepaalt welke regio’s sterker worden beïnvloed.
- Diepte en vorm van de oceanen en zeeën: diepe oceanen hebben andere respons dan ondiepe wadden- en kustgebieden.
- Continentaal land en zeegoten belemmeren de waterstromen en veroorzaken plaatselijke variaties zoals het Trechter-effect bij zeearmen en Britse Kanaal.
Naast eb en vloed bestaan er ook getijstromingen (vloed- en ebstroom), die de richting en snelheid van waterbeweging bepalen. De tijd tussen kenteringen (overschakeling van vloed- naar ebstroom en omgekeerd) varieert per locatie en beïnvloedt de stroming gedurende de cyclus.
Hoe de tijdstippen en afwijkingen berekend worden
De getijden worden traditioneel beschreven met het evenwichtsgetij als referentiepunt. Het evenwichtsgetij beschrijft hoe de watermassa zich opstelt onder invloed van de maan en de zon als een uniforme laag water, terwijl in werkelijkheid zeeën grillig verdeeld en dieptes variëren. Harmonische analyse wordt toegepast op lange reeksen waarnemingen om de verschillende partiële getijden (harmonische componenten) te ontbinden en zo het getij te voorspellen.
Belangrijke getijcomponenten zijn M2 (dubbeldaags maansgetij) en S2 (dubbeldaags zonsgetij). De periode van M2 is ongeveer 12 uur en 25 minuten; S2 heeft een vergelijkbare karakteristiek. De combinatie van deze componenten bepaalt de dagelijkse en maandelijkse variaties in eb en vloed.
De exacte fase en amplitude van het getij verschilt per locatie. Om voorspellingen te doen wordt vaak Greenwich als referentielocatie gebruikt en worden de fasen aangepast met geografische lengte en kappagetallen. Harmonische componenten (ongeveer 94 langs de Nederlandse kust, en meer of minder elders) worden gecombineerd om de lokale getijcyclus te vormen.
In eenvoudige woorden: eb en vloed ontstaan door de verdeling van watermassa over de aardbol onder invloed van maan- en zonnekrachten, terwijl de rotatie van de aarde en de beweging van de maan leiden tot twee vloedbergen en twee eb-dalen per etmaal. Het gevolg hiervan is dat het getij zich telkens verschuift met ongeveer 50 minuten per dag, omdat de maan ongeveer 24 uur en 50 minuten nodig heeft om weer op dezelfde positie ten opzichte van een punt op aarde te komen.
Praktische gezichtspunten en voorbeelden
- Springtij ontstaat bij Nieuwe of Volle Maan wanneer de maan en de Zon in dezelfde richting trekken; het verschil tussen hoog- en laagwater neemt toe.
- Doodtij treedt op bij Eerste en Derde Kwartier; het verschil tussen hoog- en laagwater is kleiner doordat krachten tegen elkaar inwerken.
- In gebieden zoals de Waddenzee kunnen winden en stromingen de getij-ervaring extra beïnvloeden, met specifieke aandacht voor de dangerous noordenwind en getijstromen in zeegaten.
Er bestaat ook een enorme dynamiek in getijden langs de Westerschelde en in andere trechter-achtige geulen waar het verschil tussen hoog- en laagwater enorm kan toenemen. De zee aan de kust wordt hierdoor in hoge mate beïnvloed door de vorm van de kust, diepteverschillen en de aanwezigheid van landmassa's.
Samenvatting van kernpunten
- Eb en vloed ontstaan door de ongelijke verdeling van de getijkrachten op verschillende delen van de Aarde, veroorzaakt door de Maan en, minder sterk, door de Zon.
- De kring van de Aarde en Maan om een gezamenlijke zwaartepunt zorgt voor twee getijcycli per etmaal en verklaart waarom er twee vloedbergen en twee eb-dalen zijn per dag.
- Springtij en doodtij hangen af van de stand van Zon en Maan ten opzichte van de Aarde; de fase- en tijdvariaties zijn locatie-afhankelijk door topografie en diepte van zeeën.
- De berekening van getijden gebruikt het evenwichtsgetij als referentie en harmonische analyse om de werkelijke getijcomponenten (zoals M2 en S2) te voorspellen.
Eb en vloed
Overige aantekeningen en historische context
De theorie van getij begon met Isaac Newton en werd later verder ontwikkeld door Bernoulli en Laplace. Fourier maakte het mogelijk om getijden te ontleden in harmonische componenten, waardoor precieze voorspellingen mogelijk werden. Ooit gebruikten mensen getijdenkennis al in de oudheid, zoals bij het getijdendok in Lothal, en kennis werd door de eeuwen heen steeds preciezer door gecombineerde werkstukken uit verschillende wetenschapsgebieden.
Tijdens planmatige navigatie en kustbeheer is het essentieel om rekening te houden met eb en vloed, stromingen, en de kracht en richting van de wind. Het getij beïnvloedt niet alleen de waterstanden maar ook de stroming, branding en golfslag, en daarmee de veiligheid en het succes van scheepvaart en wadlopen.