Iets over waarneming van zeegang en deining

RCHIEF

No. 3

Lab.

v.

Scheepsbouwkunde

Technische Hogeschool

Deift

KdhinkIk Nederlands.

Heteoroloyisch Instituut

lets over waarnerning van zeegang en deining

door Dr. R. DORRESTE1N

Van alle verschijnselen die men op -zee kan waarnemen, is de. meer of minder hevige, golf beweging van het zeeoppervlak wel een der meest opvallende. Ook al kijkt men niet eens naar buiten, dan voelt de zeeman de golven in het , ,werken" van zijn schip, de passagier voelt ze vaak ook in het werken van zijn maag, en wanneer de golven eens echt grote afmetingen be-reiken, wordt het zaak de navigatie zoveel als nodig is aan te passen met ht oog op de veiligheid, en men voelt zich, zelfs op het grootste schip, héél klein temidden der natuurkrachten.

Deze voor de zintuigen zo opvallende golfbeweging van het zeeoppervlak is tegelijk van alle meteorologische en oceanogra-fische verschijnselen misschien wel het moeilijkst kwantitatief waar tenemen en in getallen vast teleggen. Dit ligt natuurlijk ann de aard van het verschijnsel: er .is immers sprake vab een tamelijk onregelmatige beweging van een geheel opperviak. Stel daartegenover bijv. een tempertuur, een vochtigheid, een windsnelhed en windrichting die elk door slechts éên getal

zijn te kenmerken en zodoende gemakkelijker zijn vast te

leggen.

Historie.

Het sp'reékt vanzelf dat de golftoestand van het zeeoppervlak

voor de scheepyaart, zolang deze bestond, van

voldoende belang geacht werd om door de stuurman vande wacht optekend te worden in het scheepsjournaal. Van oudsher ge-bruikte men hiervoor de nog heden ten dage bekende oinschrij-vingen als kabbelend, golvend, aanschietend, enz. Hieruit blijkt wel, dat er aan de golven van de zee, ook zonder enig instrument, toch wel jets waar te nemen of te schatten valt. Vaak is het zo dat er êén duidelijke richting is aan te wijzeil

Jets over waarneming van zeegang en deining.

waaruit de golven in hoof dzaak komen (dikwijls de windrich-ting: zeegang); soms lopen hier doorheen nog golven uit een of meer andere duidelijk te onderscheiden richtingen of uit dezelfde richting, maar dan met een veel langere periode en lengte (deze laatste zijn dan deiningen). Omschrijvingen als kabbelend, golvend, enz. hebben betrekking op de zeegang, terwijl voor deining termen als laag, matig of hoog, en kort of lang van toepassing zijn. Dit onderscheid tussen ,,zee" of zee-gang en deining werd reeds vroeg geniaakt.

Aan het eind van de vorige eeuw heeft .men aan elk der

beschrijvende termen codecijfers toegeoegd volgens een

op-lopende schaal van 0 tim 9, zowel voor zeegang als voor

deining. Van deininggolven werd dan tevens de richting in

code genoteerd. Van deze codering werd gebruik gemaakt,

toen na de eerste wereldoorlog de waarnemingsgegevens

door de schepenper radio werden uitgezonden.

Sinds 1949 is in deze toestand, aithans wat de opgave voor het scheepsweerrapport en in het meteojournaal betreft, een

radicale verandering gekomen. Aan de ene kant wordt niet

meer gevraagd zeegang en deiningen te onderscheiden, maar aan de andere kant wordt gevraagd van elk ,,golfsysteem" dat men kan onderscheiden op te geven behalve de' richting, ook

de periode (afgerond op even aantallen

seconden)

en de

hoogte (afgerond op halve meters). Een ,,golfsysteem" wordt dan gevormd door de golven die in hoofdzäak uit êên richting komen en die niet te veel in periode uiteenlopen. Ook al waren aan de oude schaalcijfers voor zeegang en deining wel bepaalde hoogten verbonden geweest, deze verandering betekeñde toch een principiele omschakeling van kwalitatief naar kwantitatief waarnemen... inderdaad slechts principieel, want wij moeten

vaststellen dat de waarnemer op zee, evenmin als vroeger,

middelen ten dienste staan om golfhoogten behoorlijk te meten.

Het blijft een zich behelpen met. gebrekkige middelén, en

verder, wanneer men tot enigszins goede resultaten wil komen:

véél aandacht en concentratie van de waarnemer. We

zullen hier straks nog iets over zeggen. De bedoelingdie heeft voorgezeten bij het meer kwantitatief maken der golf gegevens

was natuurlijk de - v9oral in de laatste wereldoorlog -

toe-genomen behoefte aan deze gegevens met het oog op maritieme operaties, maar ook op andere toepassingen. Ook hierop zullen we later nog nader ingaan.

Het systematIsch onderscheid tussen zeegang en deining is volgens de nieuwe voorschriften dus vervallen. Een motief dat hierbij een belangrijke rol heeft gespeeld was het betrekkelijk teleurstellende resultaat van de ,,Internationale Deiningweek

Jets over waarneming van zeegang en deining. 3

tijdschrift, no. 5 en 6, jaargang 1947. Tijdens deze week,

14-19 november 1938, welke gehouden werd onder auspicien van de Internationale Meteorologische Organisatie. werd aan de waarnemers op alle schepen, welke in dat tijdsverloop de noordelijke Atlantische Oceaan bevoeren, gevraagd bijzondee aandacht aan de golfwaarnemingen te geven, en wel, zoals toen gebruikelijk was, zeegang en deining apart te beschouwen. Het is bij de uitwerking echter gebleken dat zeegang en dei-ninggolven in vele gevallen toch niet goed uit elkaar waren gehouden. Men heeft daarna gemeend dat de waarnemers zich in het vervoig maar helemaal riiet meer moesten afvragen of zij

met zeegang, dan wel met

eining te maken hadden, maar

gewoonweg de golven moesten waarnemen die zij zagen. De gedachte was daarbij, dat de ,,gebrüiker" aan de wal achteraf aan de hand van de hem bekende, uitgebreidere weergegevens we! zou kunnen uitmaken of er voor een bepaald golfsysteem sprake was van zeegang of van deining. TochTis deze gang van zaken ons inziens thans in zeker opzicht te betreuren.

Zeegang en deining.

Voor de studie van zeegolven is het onderscheid tussen zee-gang en deining *) ni. an fundamenteel belang en ook a!

wor-den journaalhouders niet meer aangespoord hiertussen te

onderscheiden, elke zeeman is toch nog wel in staat dit onder-scheid te maken, aithans voor zover het de duidelijk uitgespro-ken vormen van zeegang en deining betreft. Bijgaande figuren geven een grafische voorstelling van het op en neer gaan van een punt van het zeeoppervlak. uitgezet tegen de tijd, zoals dit

met instrunlenten (bijv. aan de kust) kan worden gemeten,

(a) voor typische zeegang, (b) voor typische deining. Zou

men het zeeoppervlak op een bepaald moment snijden met een of ander verticaal viak (dat een niet te kleine hoek maakt met de richting der golfkammen), zodat men in dit viak een grafi-sche voorstelling van de hoogte van het zeeoppervlak tegen de

*) Zeegang en deining heten in het Engels resp. ,,sea' of ,,wind waves"

en swell", in het Frans resp.,, mer" en ,,houle" en in het Duits resp.

,,Windsee" en ,.Dunung". In vroeger Jaren vie! bet Duitse woord

,,See-gang" samen met ons woord ,.zee,,See-gang", maar sinds 1938 werd gepropageerd

ht woord ,,Seegang" te gebruikén voor zeegolven in het algemeen, dus

voor zeegang en deining samen. In ons land spreken ook de scheepsbouwers van zeegang en bedoelen daarmee zeegolven in het algemeen. Zo heeft men

bet nieuwe laboratorium te Wageningen, waàrin bet gedrag van

scheeps-modellen in,, golven wordt onderzocht, ,,zeegangslaboratorium' genoemd.

Wij willen echter, om de verwarring niet verder te vergroten, vasthouden

aan de oorspronkelijke betekenis der bij de Nederlandse zeelieden ingebur-verde begrippen zeegang en deining.

Jets Over waarneming van zeegang en deining.

IMIILAI

0 10 - 20 30 40 Seconden b!

r7i

Seconden

;

Voorbeeld van reistraties van de hoogte van het zeeoppervlak op een bepaalde plaats tegen de tijd: (a) zeegang, (b) deining.

afstand zou krijgen, dan zouidn we in beide gevallen een beeld met in wezen dze1fde eigenschappen krijgen.

Deze eigênschappen zijn. zoals de figuur laat zien, de

vol-gende:

Zeegang: onregelmatig uiterlijk, scherpe kammen. Deining: veel regelmatiger uiterlijk, afgeronde kammen. Als men een gr6ot gedeelte van het zeeoppervlak eschouwt, komen daar

nog bij:

Zeegang: met korte kammen, treedt alleen op wanneer er wind staat, de kammen. lópen gemiddeld in de windrichting maar spreiden daar jets omheen, en zijn individueel slechts

korte tijd te volgen. De kammenkunnen breken en erkan

schuim ontstaan.

Deining: met lange kammen, er is geen verband met de

heersende wind, de kammen spreiden zeer weinig in richting en zijn individueel vaak vrij lang te volgen. De kamrnen breken niet en vormen geen schuim.

Deze beschrijvingskenmerken hángen samen met de ver-schillen in ontwiTckelingsgang van beide golfsoorten. Van dit laatste, meer theoretische, gezichtspunt uit, kan men de defini-ties als volgt geven:

Zeegan9: golven, die ohtstaan .zijn door toedoen 'an win-den, welke (globaal) dezelfde richting hebben als, en

(gb-baal) niet harder zijn dan de op de waarnerningsplaats

tildëns de waarneming waaiende wind.

Deining: golven, die sleèhts ontstaan kunnen zijn door toedoen van winden, welke of een andere richting hadden abs. Of (en) harder waren dan de opde waarnemingsplaats tijdens de waarneming waaiende wind.

lets over waarneming van zee gang en deining.

'5'

Deining is altijd ontstaan uit zeegang. Een aanwezige

zee-gang gaat over in deining, zodra de wind wegvalt of

ver-mindert of draait. Deze deining kan de oceaan geheel door-lopen zonder volkomen te verdwijnen. Wel verliest zij daarbij hoogte en wordt zij tegelijk steeds regelmatiger.

Het moet echter onmiddellijk worden toegegeven

dat er in

de natuur veel overgangsgevallen voorkomen, waarbij een mm

of meer onregelmatig gedrag van de wind gemaakt heeft, dat de kenmerken van zeeang en deining in êén golf systeem met elkaar vermengd zijn, zodat het onderscheid zeegang of deining inderdaad niet altijd is. te maken. In vele gevallen zou dit ech-ter wel degelijk mogelijk zijn, en

het is dan ongetwijfeld te

beschouwen als een verlies van nuttige informatie wanneer dit in feite niet gebeurt, ook al kan men achteraf met behuip van weerkaarten nog wel een en ander napiuizen.

In de huidige code is door het gebruik van één

of meet

groepen 1 ddPH ruimte opengelaten om in

het synoptisch weerrapport onderscheid te maken tussen zeegang endeining,

waar mogelijk. Hoe moeili;k een dergelijk onderscheid soms ook is te maken, het zal zeer op prijs worden gesteld, wanneer, in de

gevallen dat de waarnemer in staat is twee (of meer)

golf-systernen met verschillende richtingen en/of perioden te onder-scheiden, hij deze ook werkelijk noteert.

Het is waarschijnlijk dat binneri afzienbare tijd het inter-nationale voorschrift zodanig ge*ijzigd zal worden, dat aan de waarnemers zal worden gevraagd weer wèl zoveel mogelijk

te letten op het verschil tussen zeegang en deining; een aan-beveling hiertoe is .althans vorig jaar in Hamburg aangenomen op de bijeenkomst van de , ,Commissie voor Maritieme Metea-rologie". een onderdeel van de Meteorologische Wereldorga-nisatie. De waarnemers zouden dan de eerste golfgroep voor zèegang. en de volgende voor dèining dienen te gebruiken.

Nut van golf gegevens.

Ten aanzien van het belang te kunnen

beschikken over betrouwbare golfgegevens zouden we allereerst

kunnenrijzen

op de waarde hiervan voor de wetenschap. In het bijzonder is nog weinig bekend van het gedrag van deiningen, de invloed die hierop wordt uitgeoef end door een opstekende wind en de hiermee samenhangende zeegangsgolven en dgl. Hier vooral zijn goede, en vele, waarnemingen nodig.

Verder is de kennis die op grond van deze waarnemingen kan worden verkregen (zowel ,,klimatologisch". d.i. op grond van vele waarnemingen in het verleden, als ,,synoptisch". op

een gegeven moment, nu, of in de allerriaaste toekomst) van vitaal belang voor al die operaties. of acties, die men op of aan

6' lets over waarneming van zeegang en deining.

zee zou willen uitvoeren en waarbij het optreden _{van golven} altijd mm _{of meer hinderlijk is, en wel des te hinderlijker} naar-mate de goiven hoger zijn.

Wat betreft de grootte van de bestedingen aan mensen en geld zijn we dan wel verplicht die activiteiten voorop te stellen die sámenhangen met de oorlogvoering ter zee:

landingsopera-ties, viiegtuiglandingen op zee of op vliegkampschepen, olie-laden op zee en dig. Geen wonder.dat de verschillende Marines, vooral die der grote maritieme mogendheden, _{grote bedragen} besteden aan de bevordering van het onderzoek op dit gebied, de ontwikkeiing van meetapparaten, de organisatie en bewer-king van grote aantàllen waarnemingen, _enz.

Een ander punt, dat zowel de Marine als de Koopvaardij aangaat, is het, in de laatste jaren bewust opgekomen, streven om de schepen zodanig te bouwen dat deze zo weinig mogelijk de nadelige invloed van de golven ondervinden, _{en de} bereid-heid om hierover onderzoek te doen met scheepsmodeflen in

kunstmatig opgewekte golven. Op dit gebied heeft ons land, door de bouw van nieuwe rnodeltanks te Wageningen (Neder-lands Scheepsbouwkundmg Proefstation)

_{en te Deift}

(Tech-nische Hogeschool), in weinige jaren een bestaande achterstand

ingehaald en zich geschaard in de kleine nj der

toonaange-ven4e landen. Dit onderzoek kan echter géén resuitaat hebben, wanneer we niet weten in wat voor golven de te ontwerpen schepen straks in werkelijklieid zullen varen! Hier bestaat dus de behoefte aan klimatologische gegevens over goiven van alle zeeën waar schepen varen of zullen varen. Reeds verscheidene malen heeft het K.N.M.I. voor bepaalde opdrachtgevers _de beschikbare gegevens over golven in bepaalde gebieden be-werkt en verstrekt. En dan blijkt meestal dat hetaantal waar-nemingen nog aan de lage kant is.

Een volgend Punt, dat verband houdt _{met het vorige (maar.} dat al véèl ouder is), is de , ,klimatologmsche navigatie".

Hier-mee wordt bedoeld de keuze van vaarroutes mede op grond van de klimatologische gesteidheid in het betreffende

zeege-bied. Dat hierbij naast de wind en de stroom, ook de

golf-beweging van het zeeoppervlak (zeegang, deining) moet be-schouwd worden i.v.m. de vaart die het schip _{op de route kan} maken, behoeft wel geen nadere toelichting.

Tensiotte nog een geheel anderegroep van menselijke

activi-teiten, die eveneens uiterst belangrijk is, in het bijzondervoor

ons land; deze betreft het uitvoeren van kunstwerken op een kust, of dicht voor een kust op ondiep water. Hieronder vallen

het aanleggen van dijken, afsluitdammen (Deltawerken!),

sluizen, havens en dgl., en ook: het werken met torens voor olieboringen op het , ,continentale plat". Het spreekt wel

van-lets over waarneming van zeegang en deining. 7

zeif dat het K.N.M.I. nauw is betrokken bij alle activiteiten in ons eigen kustgebied. Hier vormen dé regelmatige waarnemin-gen der lichtschepen onze voornaamste bron van kennis be-treffende de van zee aankomende golven. Maar ook voor vele

verre kusten waar Nederlandse firma's en ingenieurs actief

run, heeft het K.N.M-.I. verscheidene adviezen verstrekt. Hier-bij kan soms gebruik worden gemaakt van klimatologische gegevens van pláatselijke kuststations (die vaak gebrekkig zijn en vaak wel wind- maar meestal geen golfgegevens heb-ben), maar een belangrijke bron van informatie zijn dan ook xneestal. de gó]fwaarnemingen verricht door schepen in de omgeving van de beschouwde kust.

Waarneming van gol[hoogten.

Eigenlijk is het de hoogtebepaling die voor de waarnemer de grootste moeilijkheden oplevert.

In de eerste plaats hebben wij hierbij te maken met de onop-houdelijke veranderlijkheid in de hoogten der golven (ook al

is er slechts sprake van éên ,,golfsysteem"). Welke hoogte

-moeten we proberen te bepalen? Men zou kunnen zeggen: de allerhoogste, die interesseert ons. Maar dat zou toch een wat flare keus zijn; het blijkt namelijk (en het is ook wel te

begrij-pen), dat in een gegeven golfsituatie de allerhoogste golf

afhangt van de tijd gedurende welke men kijkt, en van de

grootte van het zeeoppervlak dat men overziet: kijkt men Ian-gere tijd, en over. een groter gebied, dan heeft men kans op een hoogste golf, die hoger is dan wanneer men maar korte tijd en alleen naar de naaste omgeving kijkt.

Zoals men weet luidt het voorschrift: de gemiddelde hoogte van de goed gevormd golven uit het midden der golf

groe-pen Deze definitie is nog rekbaar: he ver gaat dat ,,goed

gevormd", hoeveel golven moet ik nemen uit dat ,,midden'? Teneinde individuele verschillen in opvatting tussen de

waar-nemers zoveel mogeljk te verminderen, s-tellen we hier, dat men -een hoogte tracht op te geven die wordt overschreden door onge veer één op de acht goluen, die een bepaald punt passeren. Dit is dan ongeveer de zogenaamde ,,significante" hoogte, die men in de literatuur over zeegolven vaak

tegen-konit.

Wat flu deze hoogtebepaling zeif betreft, als we

eens in oudere boeken snuffelen is het interessant te zien, dat weop

dit gebied in de laátste eeuw niet zo veel verder zijn gekomen! In het begin van de vorige eeuw deden verhalen de ronde over enorm hoge golven van hoger dan 30 meter, die bijv. ten zuiden van Kaap de Goede Hoop en van Kaap Hoorn zouden voor-komen, maar deze schattingen werden door velen betwijfeld. Om

-8 lets over waarnerning van zeegang en deining.

hierover meer klaarheid te krijgen richtte de Franse Akademie van Wetenschappen in 1835 totde bekende natuurkundige en astronoom Fràncois Arago het .verzoek om voor commandan-ten van Franse marineschepen goede instructies op te stellen voor meteorologische. oceanografische en nautische waarne-mingen. Voor de golfhoogtebepaling gaf deze toen reeds de methode aan, die ook flu nog wordt aanbevolen om de hoogte van een hoge, lange deining vanaf eenbetrekkelijk klein schip te bepalen, namelijk door zich op een zodanige hoogte te stellen dat, wanneer het schip zich (rechtop) in een golf dal bevindt, de bovenkant van de golf ge1ij komt met de lijn van het oog naar de kim.

Nadat de rapporten van enkele grote reizen waren binnen-gekomen, waarin geen sprake meer was van de vroeger gepre-tendeerde extreem grote golfhoogten, stelde Arago in 1841 met vdldoening vast: , ,'De waarheid is in de plaats gekomen van de roman: de voorgewende hoogten van 33 meter zijn terugge-bracht tot de meer bescheiden afmetingen van tot 8.meter." Ais deze waarnemingen.werkelijk goed zijn geweest, kunnen wij flu, 116 jaren later, toch we! vaststellen dat de bewuste schepen blijkbaar op deze reizen geen zeer zwaar weer hebben

ontrnoet, want golven van 10 tot 15 meter blijken in ve!e

oceaangebieden niet zo zeldzaam te zijn. Volgens de Britse Admiraliteit zijn geen golven boven Ca. 16 meter waargenomen op de noordelijke Atlantische Oceaan gedurende de gehele

tweede wereldoorlog. Dit betekent natuurlijk niet, dat nog

hogere golven nooit zouden voorkomen, maar wel, dat deze zeer zeldzaam 'zijn. Er is inderdaad een geval bekend van Ca.

30 meter hoge golven, waargenomen in 1933 op de Grote

Oceaan.

Go!fhoogten zijn. dus wel redelijk goed waar te nemen wan-neer de lengte der golven groter is dan de afmeting van het schip, zodat dit in zijn geheel de go1feweging meemaakt. Ook gaat het wel, wanneer de golven van voren of van achteren ko-men en veel korter zijn dan de scheepslengte, zodat het schip er weinig van merkt. Maar in de meeste gevallen zijn de golfleng-ten niet zo veel groter of kleiner dan de scheepslengte, en dan

kunnen we heus geen goede algemene richtlijn aangeven.

Speciaal in aanwezigheid van twee of meer golf systemen wordt het dan noeilijk de hoogte te schatten die elk golf systeem zou hebben indien het alleen aanwezig zou zijn. Het komt dan aan op véél aandacht en geduld, en de daardoor verkregen oefe-fling en ervaring.

In de al!erlaatste jaren zijn op enkele (Britse) schepen golf-hoogteregistraties verkregen met behuip van een aan boord opgestelde apparatuur. (Tussen twee haakjes: Op bet K.N.M.I.

lets over waarneming van zeegang en deining. 9

is in de Iaatste tijd een drijvende registrerende golfmeter ont-wikkeld. Doch deze is voorlopig alleen te gebruiken vanaf een stilliggend schip). Ook al zouden dergelijke apparaturen wat betrouwbaarder en goedkoper worden, het valt te verwachten dat we voor de overgrote meerderheid der schepen in de eerste

tientallen jaren aangewezen zullen blijven op visuele

golf-waarnemingen!

,

10 - Vatia.

S

-Varia;

In bewerking is een nieuwe en gewijzigde druk van de

K.N.M.I.-publikatie no. 118: ,;Handleiding voor het verrichten van meteorologische waarnemingen op zee".

De tweede omgewerkte druk (1949) van genoemd boekje

is uitgeput. Verwacht wordt dat de derde druk voor eind 1957

het licht zal zien.

-Wij komen tegen die tijd op de inhoud ervari in deze rubriek terug.

* * *

Op I januari

1957 bedroeg het aantal ,,selected ships" der

Ned. Koopvaardijvloot 220.

-Op deze datum waren bovendien 7 schepen der Ned. Kleine

Handelsvaart en 25 vaartuigen der Ned. vissersvloot

inge-schakeld bij hèt verrichtén van waarnemingen en het verzen-den van radio-weerrapporten.