Denk aan een steen die je in het water laat vallen: direct ontstaan er golven van verschillende golflengte. Enkele seconden daarna ontstaan er concentrische cirkels die zich verder van het centrum verwijderen. Degene met de grootste golflengte zullen het verst weg zijn van het centrum. 

Golven ontstaan dus door storingen aan het wateroppervlak. Op zee zijn die storingen dus veroorzaakt door wind, getijden en zeebevingen.

Golven zijn een beweging van energie, niet van water. 

Golven worden bepaald door 3 factoren: de windkracht, duur van de windkracht en de windbaan (fetch).

Golven worden gemeten in richting, hoogte, periode, lengte, snelheid en energie .

Golven in diep water

Als waterdiepte = D en golflengte = L. Dan geldt:

Diep water als D > L/2

In diep water gedragen golven zich anders dan in ondiep water. Voor golven in diep water kunnen we een paar formules gebruiken om ze te beschrijven. Deze formules gelden dus voor golven in volle zee en niet in ondiep water (kust).

Ontstaan van golven

In diep water zijn er 2 soorten golven:

Sinusoïde

Bij zwakke wind: kleine golven zullen ontstaan. Als de wind wegvalt zullen de golven ook verdwijnen. De golven kunnen +- beschreven worden als een sinus.

Trochoïde

Als de wind toeneemt (>10 knopen) : golfhoogte wordt groter en degene met kortste golflengte zullen eerst de kritische hoogte bereiken. Zolang de windsnelheid > golfsnelheid zal de golfhoogte blijven stijgen. Bij ELKE windkracht zal er na een tijd een evenwicht zijn: de zee is gevormd. De windenergie zal de golven niet nog meer power en hoogte gaan geven, maar hij zal nu zijn energie steken in het in stand houden van de gevormde golven: de zeegang.

Wanneer breekt een golf in diep water? Wat is de kritische golfhoogte?

Als golflengte = L en golfhoogte = H. Dan geldt:

Een golf zal breken in diep water als L = 13 x H of hoek van golftop < 120 graden

Bv. een golf met golflengte = 13 m dan zal de maximale golfhoogte 1m zijn.

Golfperiode 

De golfperiode is de duur van 1 golfcyclus in seconden = afstand van golfpiek tot golfpiek in seconden = de golflengte (m) maar dan gemeten in tijd (s). Om het visueel voor te stellen: jij staat te kijken op de pier naar de golven. Wacht tot een golfpiek je passeert. Start je chronometer. Wacht tot de volgende golfpiek passeert. Stop de chronometer. Dit is de golfperiode (in s). De periode zegt veel over de power en surfbaarheid van de golf en de branding. Hoe langer de golf, hoe groter de periode, hoe meer energie en hoe beter surfbaar. Hier in België is de golfperiode meestal niet al te groot: van 0-10s. Dit komt omdat we niet aan een oceaan liggen (Engelse vasteland ligt in de weg) en de Noordzee behoorlijk ondiep is (veel afremming: de deining komt er moeilijk door). 0-5s is zeer kort: dat is dus de ene golf na de ander = moeilijk om door de branding te raken, breekt snel, weinig power. 5-10s is kort maar beter te surfen en meer power. Veel meer gaan we hier niet krijgen. Met 7 s mogen we hier echt al tevreden zijn. Ter vergelijking: in Frankrijk kan je te maken krijgen met 20s. Deining zijn golven met grotere golflengte en dus periode en minder golfhoogte. Dit is het kenmerk van deining. Golfperiode is beschikbaar op alle voorspellings-websites. Of kan je zelf tellen: van piek tot piek in sec.

Alleen voor golven in diep water:

De golfperiode P (in s) hangt af van de golfsnelheid S (in knopen) en de golflengte L (in m):

S = 3.1 x P

L=1.56 x P X P

Dus als we 1 van de 3: P, L of S kennen, kunnen we de andere 2 berekenen.

De afbeelding hieronder is van een diagram uit zeemansboek "Bowditch".

Golfhoogte

De golfhoogte staat NIET in verband met de golfperiode. De golfhoogte wordt volledig bepaald door de windkracht, duur van de windkracht en windbaan van het windveld, op voorwaarde dat de zee gevormd (in evenwicht) is.

Fetch

= windbaan of strijklengte =  de afstand waarover de wind ongeremd kan waaien en golven gemaakt worden. Hoe groter de windbaan, windkracht en windduur, hoe meer golfenergie en golfhoogte de golven zullen bezitten.

Significante golfhoogte Hs

Om golfhoogte te voorspellen en meten wordt de term 'significante golfhoogte' gebruikt. Men zou ook de gemiddelde golfhoogte kunnen gebruiken, maar niet alle golven komen goed door. Deze kleinere golven interesseren de scheepvaart of watersporters niet. Het zijn wel degelijk de grotere golven die interessant zijn. Daarom neemt men de significante golfhoogte. Neem de 20 hoogste golven, rangschik ze van klein naar groot. Het gemiddelde van de eerste 7 is de significante golfhoogte. Algemene regel voor de golfhoogte:

Als de significante golfhoogte = 100 %. Dan is de:

-gemiddelde golf = 67% 

-10% grootste golven = 129%

-grootste golf = 187%

Dus bijvoorbeeld: stel de voorspelde golfhoogte om 13 tot 15u te Blankenberge = 1m. Dan zullen de meeste (gemiddelde) golven 0.67m hoog zijn. De 10% grootste golven 1m29 en de grootste golf 1m87. 

Dat wil dus zeggen dat je bij een voorspelde golfhoogte < 1m, niet al te veel moet verwachten.

De golfhoogte valt en staat met de windkracht. Veel wind betekent dus grote golven. De golfhoogte wordt gemeten van trog tot piek van de golf, de complete golf dus. De gemeten golfhoogte wordt voorspeld en gemeten in significante golfhoogte 'hs'. Hs is de gemiddelde golfhoogte van 1/3e van de grootste golven. Dat wil dus zeggen dat er grotere golven zijn, maar ook dat de helft van alle golven kleiner zullen zijn. Als de voorspelde golfhoogte minder is dan 0,5 m, mag je er van uit gaan dat het zo goed als zeker plat zal zijn. De golfhoogte alleen zegt eigenlijk niks. De wind, deining, getij en eigenschappen van de surfplek (helling/ligging) gaan bepalen hoe de golf zal aankomen op de kust. Zie meer op de pagina over wind. 

Windgolven (seiches) vs deining (swell)

Windgolven

=onder directe invloed van de wind. Er is een lokaal windveld en er ontstaan golven. Als de wind wegvalt, zijn er geen golven meer. De golven die overblijven, dat is deining. Kenmerk van windgolven = scherpe golftop en rond golfdal. Windgolven = beschrijving schaal van beaufort (als het evenwicht van zeegang bereikt is). Deze geeft voor een bepaalde windkracht bepaalde golfhoogtes.

Deining

=niet onder directe invloed van de wind;  de windsnelheid is afgenomen of de golven hebben zich verplaatst buiten het actieve windveld. Kenmerk van deining = ronde golftop en rond golfdal, lange golflengte (periode) en kleinere golfhoogte. Wateroppervlak is vrij egaal en geeft olieachtige indruk.

'forerunners': bij ELKE storm zijn er forerunners = waarschuwing dat er een storm afkomt. 1 daarvan is deining!! De richting van de deining zegt niks over waar het centrum van de storm zit. 

Verschil tussen windgolven en deining

Zie schaal van Beaufort: als er golven zijn van 3m bij een windkracht van 10 knopen. Dan zit er zeker deining tussen!

Of als de golfrichting niet zelfde is als de windrichting: dan heb je dus ook met deining te maken!

Golfhoogte bepalen

Met de schaal van beaufort. Met diagrammen. 

Voorwaarden om te gebruiken:

-dit gaat over golven in diep water: dus niet aan de kust, maar wel op zee 

-dit gaat over windgolven: dus als er deining bij zit, zal dit niet kloppen. Kan dus een manier zijn om te weten of er deining zit.

-de zee moet volledig gevormd zijn: er komt dus geen golfhoogte meer bij, maar de wind steekt nu al zijn energie in het in stand houden van de zeegang. De zee is in evenwicht.

De afbeeldingen hieronder komen uit het zeemansboek "bowditch". Dit zijn diagrammen om hoogte van de golven te bepalen.

Deining bepalen

Diagram uit zeemansboek "surviving the storm" om oorsprong van de swell te bepalen.

Douglas schaal wordt gebruikt om de staat van de zee (zeegang) te beschrijven.

Deze kan je grafisch voorgesteld terugvinden op de website van mariene voorspellingen.

Golfrichting

Golfrichting is de richting van waar de golven komen. Deze wordt niet beïnvloed door de corioliskracht (aardrotatie). De golfrichting is dus de windrichting waarin de golven gevormd werden. Dit geldt voor golven in diep water.

De golfrichting komt uit.

De windrichting komt uit.

De stroomrichting gaat naar.

Dus is de golfrichting NNW dan komen de golven uit het NNW en komen ze loodrecht (in SSO- lijke richting) op onze kust toe. NNW is de ideale golfrichting: dit is de richting loodrecht op onze kust, die WSW - ESE georiënteerd is. Uit deze richting worden de golven dus het minst afgeremd = verliezen ze minder energie.

Voorspelde golfrichting wordt bepaald door golfrichting, de lokale wind,  getijden en al dan niet aanwezige deining. Zie ook de pagina over wind. De voorspelde golfrichting is het makkelijkst te zien op de swellkaarten van mariene voorspellingen, maar ook op de apps van windfinder en windy.

Golfenergie

Golfenergie wordt ook gemeten op sommige boeien. Golfspectra zijn 3D-voorstellingen van golfhoogte en golfenergie. Hier gaan we het niet te veel over hebben: het moet nog een beetje leuk blijven ook. Golfenergie is een moeilijk begrip. Toch geeft het wel een goede indicatie van wat er komen zal. Zo is een waarde voor golfenergie tussen 0-10 kJ = niks power. Als je plotseling bijvoorbeeld 500 kJ ziet staan = veel power = meer hoogte, periode, en zekerheid of het zal aankomen op de kust: surfen dus 🌊🏄‍♂️🏄‍♀️ Als je wilt weten met hoeveel power de golven zullen toekomen op de plek waar je wil gaan surfen, kan je deze terugvinden als getal op deze website. Data voor golfenergie en golfspectra zijn voor Nederland ook gratis beschikbaar op de website van rijkswaterstaat. 

Golven in ondiep water

Een golf is een beweging van energie, niet van water. Golven in diep water planten zich voort aan grote snelheid. Als ze in ondiep water komen zullen ze vertragen door wrijving met de bodem. Ter hoogte van de bodem zullen ze dus eerder vertragen dan aan het oppervlak omdat er daar meer wrijving is. De golven worden dus eigenlijk samengedrukt. Zo krijg je bij een "plunging breaker" (zie onder) meer en meer golfhoogte en een golfkam die steeds meer overhelt en overhelt tot ze uiteindelijk breekt. In ondiep water zal een golf breken op het moment dat de golfhoogte = 1.3 x waterdiepte. Dus een golf van 1m hoog zal breken waar het water 1.3m diep is. 

Ondiep water als D < L/2 of D = L/2

-golfsnelheid daalt

-golfhoogte stijgt

-bewegingsrichting kan veranderen

De golven zullen dus evenwijdig met de dieptelijnen mee de kust bereiken voordat ze breken. Denk aan een point break.

Soorten golven

Een golf kan ingedeeld worden volgens zijn uitzicht. Zijn uitzicht wordt hoofdzakelijk bepaald door de steilheid van de helling van de zeebodem naar de kust: de talud en de omstandigheden: windrichting, windkracht, windduur, golfrichting en golfenergie. Er zijn 4 types golven o.b.v. uitzicht. Elke golf kan beschreven worden als 1 van de 4 types. Dat wil dus zeggen dat hetzelfde strand verschillende types golven kan hebben. Bijvoorbeel bij een ander waterstand.

Van minder steil naar heel steile talud hebben we 4 types:

-spilling breaker: zo goed als geen helling: te klein en weinig power. Zie tekening.

-plunging breaker: de ideale golf om te surfen - denk aan het logo van quicksilver en zie tekening.

-collapsing breaker: golf slaat te pletter op de kust - te kort en krachtig voor te surfen.

-surging breaker: rots loopt zodanig steil op dat de golf zelfs niet breekt, maar gewoon terugklotst.

Golfpad

In zee houden we alleen rekening met golfrichting = windrichting waarin de golven gevormd worden. In zee is de golfrichting = golfpad. Dichterbij de kust zal het golfpad veranderen. Dit wordt hoofdzakelijk bepaald door de eigenschappen van de kust en bodem. Een golf waarop je kan surfen breekt met een hoek ten op zichte van de golfrichting: invalshoek. Hier is het golfpad dus de richting waarin de golf breekt. 

Surfspots

3 soorten surfspots. In België en Nederland hebben we alleen te maken met sandy beach breaks: de golven breken over zandbanken voor de kust.

-sandy beach breaks

-reef breaks: golven breken over een rif. Dit kan een heel mooie golf geven. 

-point break: bij een nes of landtong (bv. denk aan een kaap): golven vertragen in ondiep water.  Dit zorgt voor een lange mooie golf die links en rechts van de landtong breekt evenwijdig met de kust mee. Dan krijg je een golf die je heel lang kunt surfen. Zie tekening hierboven. Dit is eigenlijk de "ideale" situatie.

Bodemprofiel van onze kust (bathymetrie)

M.a.w. hoe ziet onze kustlijn eruit onder water? Hoe loopt onze kust op?

Dit kan je volledig gratis terug vinden op de website van de Vlaamse Hydrografie in de bathymethrische databank. 

Dit is het bodemprofiel van Knokke-Heist. De kleurencode gaat van rood-ondiepst- naar geel-dieper- naar groen-diepst.

Links brekende vs rechts brekende golven

Links brekende golf: vanaf het strand gezien: de golf breekt links eerder dan rechts. 

Rechts brekende golf: vanaf het strand gezien: de golf breekt rechts eerder dan links.

"Frame": Golf die in het midden breekt en van daaruit tegelijkertijd naar links en rechts loopt.

"Closeout": Golf die over heel zijn lengte tegelijkertijd breekt. 

Golfsets