Oppervlaktegolven zijn golven die zich voortplanten langs het oppervlak van een vloeistof zoals water; onder invloed van de zwaartekracht en massatraagheid.
Enkele vormen van oppervlaktegolven zijn:
- windgolven (zeegang) en deining in oceanen en zeeën
- getijdengolven
- tsunami's
- Scheepsgolven
- ...
Verder bespreken we ook de branding.
Zeegang of windgolven
is
een door de wind gegenereerd golfpatroon aan het wateroppervlak op zee of op
de oceaan. Dit in tegenstelling tot de deining die niet meer onder invloed
van de wind staat. De windgolven in zeegang zijn duidelijk te onderscheiden
van deining. Zeegang is onregelmatig, steil, met korte kammen, vol met
kleine golfjes en rimpels en vaak met schuim bedekt.
De hoogte van de zeegang hangt van verschillende factoren af:
- de windsnelheid;
- de duur van de wind;
- de windbaan: de (ononderbroken) afstand in windrichting tot aan de kust;
- de waterdiepte: alleen als de golflengte groter is dan twee keer de waterdiepte.
Wind is de grootste energiebron voor het laten ontstaan van golven. Er hoeft echt maar een klein briesje over een glad wateroppervlak te waaien en er ontstaan miniscule golfjes (ripples). Deze kleine golfjes zorgen voor een vergroot wateroppervlak dat blootgesteld wordt aan de wind en een resulterende opbouw aan wrijving en druk zorgt voor het ontstaan van de eerste echte (kleine) watergolven.
Met het ontstaan van een lage drukgebied boven de oceaan beginnen winden te waaien en deze geven hun energie dus voor een deel door aan het wateroppervlak. De oceaan wordt een klotsbak met “choppy” water, waarin de golven zich in dezelfde richting als de wind voortbewegen. Als de windsnelheden toenemen zullen ook de golfhoogtes groter worden. Een andere belangrijke factor voor het opbouwen van golfhoogtes is de zogenaamde fetch: de tijdsduur van en het oppervlak waarover de wind waait. Om grote golven te laten ontstaan moet er dus een krachtige wind gedurende een lange periode in dezelfde richting over een groot oppervlak van de oceaan waaien. Een voorbeeld: als een 20 knopen wind minstens 10 uur lang over een traject van 125 km waait zal 10% van de golven die ontstaan gemiddeld 3.3 m (10.8 ft) hoog worden. Voor een gemiddelde “hughe motherfucker” die breekt op o.a. Jaws of Mavericks (big waves rond de 15-20 m) moet er 3 dagen lang een 50! knopen wind waaien over 2500 km...
Zeedeining of gewoon deining; in surfersetermen "swell", is een door wind gegenereerd golfpatroon aan het wateroppervlak van de zee of oceaan. In tegenstelling tot zeegang wordt het niet langer gevoed door de wind. Hoe verder van de oorsprong; waar de deining als zeegang ontstaan is; hoe langer de periode en de golflengte, en hoe langer en rechter de golfkammen worden, terwijl de golfhoogte langzaam afneemt. Voor zeedeining is er een schaal, die lijkt op de schaal van Schaal van Beaufort. Deining is betrekkelijk regelmatig met flauwe hellingen, glad en met lange kammen.
| Schaal | Zeegang | Deining |
|---|---|---|
| 0 | Vlak | Geen deining |
| 1 | Kabbelend | Lage, korte en matig lange deining |
| 2 | Licht golvend | Lage en lange deining |
| 3 | Golvend | Matig hoge en korte deining |
| 4 | Zee | Matig hoge en matig lange deining |
| 5 | Aanschietende zee | Matig hoge en lange deining |
| 6 | Wilde zee | Hoge en korte deining |
| 7 | Hoge zee | Hoge en matig lange deining |
| 8 | Zeer hoge zee | Hoge en lange deining |
| 9 | Zeer hoge, wilde zee | Dooreenlopende deining |
In een lage drukgebied waaien de winden altijd in een cirkel om het midden van het drukgebied heen, en daarom verspreiden de golven zich dan ook in een cirkel in elke richting, weg van de depressie. Als de door de wind opgewekte, versgeboren golven midden op de oceaan buiten het stormgebied uitlopen, of de wind gaat liggen, gaan de golven zichzelf sorteren en zo ontstaat het bekende fenomeen dat we swell noemen.
Hierdoor verdwijnen deze kleinere golven al snel wanneer ze zich eenmaal buiten de depressie bevinden. De grotere golven in een set sorteren elkaar op golflengte, een fenomeen dat dispersie wordt genoemd. De sets met de grootste golflengtes gaan het snelst en zullen dus ook het eerst de kust bereiken. Het aantal golven per set verschilt per depressie waarin de sets geboren zijn. Golven die van stormen ver op de open oceaan komen en die dus tijdens hun reis heel veel tijd hebben gehad om zich te sorteren binnen de sets worden ook wel groundswell genoemd. Deze groundswell wordt gekenmerkt door lange (> 10 sec.) golfperiodes: simpelweg de tijdsduur tussen twee elkaar volgende golven. Locale windswells hebben veel minder tijd gehad om zich te organiseren aangezien dit een langzaam proces is en dat resulteert in een "choppy" oppervlak met veel lagere periodes (4 a 5 sec.) tussen de golven.
Hoe langer de golf onderweg is, hoe beter dat is voor het eindresultaat. Golven die lang onderweg zijn zijn mooier verdeeld (cleane golven) dan kort ontstane golven. Dat is onder meer een probleem in België. Voor onze kust ligt Groot-Brittannië en dat houdt de mooi geordende swell tegen! We moeten het dus vaak doen met windgolven. Deze golven zijn gecreëerd op korte afstand en daardoor ziet de zee er vanaf de kust slordig uit.
getijgolven
De
getijgolf is een golf die ontstaat onder invloed van de getijdenkracht van
de maan en in mindere mate de zon op de roterende aarde. Deze krachten
veroorzaken een oscillatie van de aardkost en van het water op aarde en
houden deze in stand. De periodieke variaties die als gevolg hiervan
optreden in de waterstand vormen het getij. De getijdegolf in de Noordzee
komt uit de Atlantische Oceaan. Hij begint bij Schotland.
Vrijwel nergens op aarde lopen hoog- en laagwater direct in de pas met de krachten waardoor ze veroorzaakt worden. De plaatsen op aarde waar het gelijktijdig hoogwater is kunnen door middel van lijnen (co-tidal lines) met elkaar verbonden worden (zie afbeelding). Dit kan voor elke component van het getij. Goed te zien is dat er punten zijn waar de getijgolf, onder andere als gevolg van het corioliseffect, omheen draait. In deze amfidromische punten treedt geen hoog- of laagwater op. Er kan op die punten wel getijstroming optreden als gevolg van verschillen in waterhoogte op aan weerszijden van het amfidromisch punt gelegen plaatsen. In de Noordzee liggen drie van zulke punten: in het noordoosten, in het midden en in het zuiden. De hoogte van het getij heeft te maken met de afstand tot het centrum van de wervel.
De getijden kunnen ook een invloed hebben op het vormen van de golven. Zo maak je wel eens mee, dat er met laagtij amper golven zijn, terwijl er met hoogtij wel golven zijn. Het getij kan dus golven vormen of afzwakken.
tsunami en scheepsgolven worden niet verder besproken
De Branding
De branding is het deel van de zee, dicht bij de kust, waar de golven breken. Ligt de kust direct aan de oceaan, zonder eilanden ertussen, dan kunnen soms heel hoge golven ontstaan. Deze branding is ideaal om te surfen. Om de stroming buiten de kustlijn te houden, worden vanaf het strand op diverse onderlinge afstanden ook wel strandhoofden aangelegd die erosie van het strand tegengaan. Zij doen dit doordat zij de brandingsstroom blokkeren.
Het breken van de golf
Op een gegeven moment komen de golven ergens bij een kustlijn en daar zullen ze breken, dit kan zijn op een rif, zandbanken, rotsen, kunstmatige brekers of gewoon de bodem van de zee/oceaan. Op het moment dat de golf de bodem van de zee begint te raken, zal de golf vertragen. Hoe gecontroleerde dit gebeurt hoe trager de golven uiteindelijk zullen zijn. Dus als de kust geleidelijk de zee inloopt en niet te stijl is, krijg je rustige golven die langzaam binnenlopen. Eilanden zoals Hawaï zijn omringt door een grote diepte en een stijl oplopende kustlijn. Hierdoor zit er nog erg veel snelheid in de golven. Op het moment dat de diepte onder een golf één derde is van de grootte van de golf zal deze gaan breken. Hoe deze golf breekt heeft dan te maken met de ondergrond, de snelheid en de grootte van de golf. De vorm van de golf heeft o.a. te maken met de diepte van het rif, zandbank enz. Hoe dieper het is waar de golf breekt, hoe vlakker de break zal zijn. Bij plotseling opkomende ondiepe bodems krijg je vaak krachtige en snel brekende holle golven. Dit fenomeen heeft vaak te maken met het getij, dit is per spot verschillend.
Soorten breaks
Beachbreak
Dit zijn golven die breken op een zandbodem (zandbanken). Ze zijn vaak minder hol en krachtig dan reef of pointbreaks (natuurlijk zijn er uitzonderingen). Het vervelende aan de zandbanken is dat ze van plaats kunnen veranderen, waardoor het lastiger is om de beste golven te scoren. Beach breaks zijn ideaal om het “golfsurfen” onder de knie te krijgen.
Shorebreak
We spreken over een shore break wanneer de golf op het strand of op enkele meters voor het strand breekt. De golven kunnen meters hoog zijn en zijn bijzonder gevaarlijk. Ze ontstaan op plaatsen waar een stijl strand is, dus waar het plots ondiep wordt.
Pointbreak
De golf breekt dan erg bol/rond. Doordat een golf eerst om z’n midden as (point) draait zal het buitenste gedeelte minder hard draaien dan de binnenkant. Hierdoor zal de golf gaan vertragen en krijg je een langere minder “holle” golf. Dit gebeurt het meest bij rotsen, omdat deze hard zijn en niet verplaatsen. Vaak gaan deze over in een zandstrand.
ReefbreakDe onderkant van de golf stoot tegen het rif en het uiteinde van deze golf zal gaan tegenwerken. Dit deel van de golf zal hierdoor trager gaan rollen terwijl de rest nog steeds op volle snelheid doorgaat, hierdoor krijg je korte maar hoge krachtige golven die mooi hol zijn. Reefbreaks zijn vaak wat dieper in zee te vinden. De Cortes Banks liggen bijvoorbeeld 150 km in zee terwijl de Pipeline op Hawaii gelijk aan het stand ligt.