Fysische oceanografie:
tussen
geografie
en
fysica
Rede
UITGESPROKEN BIJ DE OFFICIELE AANVAARDING VAN RET AMBT VAN BUITENGEWOON HOOGLERAAR
IN DE FYSISCHE OCEANOGRAFIE
AAN DE RIJKSUNIVERSITEIT TB UTRECHT
OP MAANDAG 6 NOVEMBER 1972 DOOR
R. DORRESTEIN
1972'
A. OOSTHOEK'S UITGEVERSMAATSCHAPPIJ N.V U TRE C ii T
Zeer gewaardeerde toehoorders,
In de huidige tijd is bet voor een pas benoemd buitengewoon hoogleraar, die nog een voile baan buiten de universiteit heeft, zeer verleideiijk maar afte zien van bet houden van een rede bij de aanvaarding van zijn ambt. Het rijpe be-raad dat ik nodig heb gehad om op grond van, naar ik meen, goede argumen-ten toch hiertoe te komen heeftintussen wel geleid tot een jets méér dan nor-male vertraging, waardoor sommigen van U weliicht in twijfe1zijn gebracht of zij naar een intreerede dan wel naar een afscheidsrede zijn gekomen. Het
eerste is bet geval.
Het zij mij dan vergund eerst mijn eerbiedige dank te betuigen aan Hare
Ma-jesteit de Koningin voor Haar besluit mij te benoemen tot buitengewoon
hoogieraar in de fysische oceanografie.
Dames en Heren,
Het zal U niët verbazen dat de onderwerpen waarover ik U vanmiddagwil toe-spreken te maken hebben met 'De Zee' of'De Oceaan'. Ikzai deze beide termen
door elkaar gebruiken en eronder verstaan bet totaal van alle met elkaar in
verbmding staande oceanen en zeeën die wij op onze aardbol hebben.
Als een oceanograaf een populair verhaal houdt over zijn yak, is altijd een van de eerste dingen die hij met een zekere trots, of aithans voldoening, naar voren brengt, het feit dat75procent van de aardbol met zeeën is bedekt. Deze
kwantitatieve vaststeiling op zichzelf is nog geen sterk argument om het be-lang van studie van de zee aan te tonen. Maar we! draagt bet ertoe bij dat de oceaan, door haar bevochtigende en temperatuurmatigende werking op deat-mosfeer, evenzeer essentieel is voor bet ieven der landschepselen als de lucht die wij inademen en de stra!ing die wij van de zon ontvangen.
De zee dient de mens op ve!e wijzen, en we! sinds onheugiijke tijden als
voedseibron en als verbindingsweg tussen de vo!keren.
De zee heeft ook een emotionele betekenis: voor dichters, schilders en zelfs beeldhouwers heeft zij gediend als bron van inspiratie, als symboo! van
onein-digheid en tijdeloosheid, van ongereptheid, eenzaamheid en
heid, ma3r ook van natuurgeweld enerzijds en stille weemoed anderzijds; zij zal die inspiratiebron blijven voor toekomstige geslachten.
Ons Nederlandse yolk, levend in de 'lage landen bij de zee' is een der volke-ren die van oudsher hebben geleerd met de zee te leven en daarbij, waar nodig, haar te bestrijden.
Na dezeinleiding wil ik mijn rede in vier stukken indelen. Na enkele
opmer-kingen Over de aard van mijn yak wil ik u kort enkele voorbeelden van op
praktische toepassing gerichte activiteiten geven en vervolgens enkele recente
en actuéle wetenschappelijke ontwikkelingen schetsen. 1k wil dan afsluiten
met een paar gedachten over de toekomst en over de studie in dit yak aan deze universiteit.
De oceanografie, zijnde de wetenschap van de zee,kan worden verdeeld in een stuk of zes verschillende disciplines. Naast de fysische oceanografie zijn dat de
mariene chemie, biologic, geologie, geofysica en geodesie.
De fysische oceanografie is tegelijk een onderdeel van de geofysica in al-gemene zin, die bovendien de fysica van de vaste aarde en de meteorologic om-vat. In feite moeten ook delen van de fysische geografie, de hydrologie en de
glaciologie tot de geofysica in algemene zin worden gerekend. Zoals mijn
voorganger Groen op deze plaats bij zijn ambtsaanvaarding in1965 heeft
be-klemtoond,1 vormen deze wetenschappen cp gelukkige wijze een verbinden-de schakel, of een brug, tussen enerzijds verbinden-de algemene fysica ofnatuurkunverbinden-de en anderzijds de typische aardwetenschappenwaaronder te verstaan de fysische
geografie en de geologic. 0p gelukkige wijze: jaals we denken aan het oude
ideaal van de 'universitas scientiarum', de veel-eenheid derwetenschappen..
1k vind het flu nuttig voor een goed begrip van het wezen der fysische oceanografie, ërop te wijzen dat deze brugfunctie als directe consequentie
heeft dat er twee bruggehoofden zijn, die de brug, gevormd door de fysische oceanografie, van twee kanten met een heel verschillende basisfilosofie pene-treren. Dat betekent dus dat dit yak, evenals trouwens de meteorologic, in we-zen twee uiteenlopende vleugels heeft. En deze twee vleugcls zijn ook gemak-kelijk te herkennen.
Aan de ene kant hebben wij, wat men het beste kan noemen de beschrijven-de fysische occanografie en mariene meteorologic, beschrijvend dan van het
standpunt van de geograaf. In moderne taal: de bechrijving van de fysische
parameters van het mariene milieu. Voorbeciden zijn: grootte- en dieptever-deling der zeeën, temperatuur- en dichtheidsverdcling en hun variatics, win-den, waterstanwin-den, stromen en golven en hun variaties. Dit is van nature het oudstedeel van de fysische oceanografie. Men zoekt hierbij we! naar
ge verbanden en verkiaringen, maar graaft daarbij in het algemeen nog niet
door tot debasiswetten der natuurkunde. 1k zal straks laten zien dater juist in deze beschrijvende oceanografie nog veel werk gedaan moet worden ter tege-moetkoming aan praktijkbehoeften en ook ten dienste van andere takken van wetenschap.
Aan deandere kant hebben wij dan de natuurkunde van de zee of de ma-riene fysica. Hierin bestudeert men de f'sische verschijnselen der zeeën en
probeert deze te verkiaren, uitgaande van de algemene natuurkundige basis-wetten Dit is in feite eén der vele specialisaties van de natuurkunde
Het is speciaal voor deze jongere vleugel der fysische oceanografie dat het taalkundig juister, of logiscber, zou zijn te spreken van 'oceanologie (oceano-logy)', een term die in4erdaad ook wel veel gebruikt wordt Láten wij ons
ge-makshalve en realiteitshalve voorlopig maar houden bij de traditioneleal-thans in de meeste westerse landen traditionelenaam 'oceanografie
(ocea-nography)' voor het gehele yak. Waarbij we dan nog het 'oceano' met een kor-rel zout dienen te nemen, want b.v. de Waddenzee hoort er ook bij.
De fysische oceanografie heeft natuurlijk raakvlakken of overgangszones
met de andere oceanografische disciplines en met de andere geofysische disci-plines. In bet bijzonder is er, via bet altijd beweeglijke zeeoppervlak en de zo-nes daarboven en daaronder, een zeer nauwe relatie met de meteorologie.
1k héb tot nu toe nog gezwegen over de meer technische disciplines die op de zee betrekking hebben. Er wordt de laatste jaren veel gesproken over 'ocean
engineering' en 'marine technolqgy'. Dit is een verzamelnaam waarmee,
als ik bet goed begrepen beb, wordt bedoeld de leer van alle door de mens ge-bruikte technieken welke op een of andere wijze specifiek zijn voor het wer-ken in, op of aan de zee. Onder dit hoofd vallen dan een hele reeks uiteenlo-pende zaken,.zoalszeekartering, scheepsbouwkuiide, visserijtechnieken, kust-waterbouwkunde, zeemijnbouw, duiktechnieken en nog vele andere, alsme-de een grote varieteit van mariene meet- en alsme-detectietechnieken2 Het is dus wel duideli;k dat mariene technologie héél lets anders is dan oceanografie en
ocea-nologie..
1k vind het daarom uit een oogpunt van naamgeving achteiaf gezien een beetje jammer dat de in bet vorige jaar door de Nederlandse Maatschappij
voor Nijverheid en Handel opgericbte 'Industriële Raad voor de Oceanologie'
(die in feite een raad voor mariene technologie is) in een recente, wijd
ver-spreide nota het.begrip 'oceanologie' heeft gedefinieerd als 'bet in de meest uit-gebreide ziñ nuttig toepassen van de kennisvan de oceanen'.
Dc relatie tussen mariene technologie en oceanografie is eigenlijk
groten-deels deze, dat de mariene technieken rekenin5 moeten houden met de specifieke
ma-riene milieufactoren. Maar anderzijds dragen de, mama-riene
nieken ook bij tot de ontwikkeling van de oceanografische wetenschap. Wat
dit laatste betreft is de relatie analoog met die tussen de techniek en de
na-tuurkunde in het algemeen.
1k wil flu een paarvoorbeelden bespreken uit de beschrijvende fysischeocea-nografie, die alle mm of meer vallen in de categorie van het op toepassingen gerichte onderzoek.
Als eerste voorbeeld neem ik het eerbiëdwaardige yak dat vanouds
'hydro-grafie' heet en dat bestaat uit het produceren van betrouwbare zeekaarten,
zeemansgidsen (vroeger zeilaanwijzingen geheten), getijtafels en andere nau-tische publikaties ten behoeve van een veilige en doelmatige navigatie ter zee. Voor dit werk hebben de voornaamste maritieme landen z.g. hydrografische dienster opgericht, waarvan enkeleal een eeuw of langer bestaan.
Met voor de uitvoering van deze taken benodigde meetwerk en onderzoek, dat vooral bestaat uit systematische dieptelodingen en waarnemingen van de bodemgesteldheid met de bijbehorende plaatsbepalingen en uit waarnern.in-gen, analyses en predicties van de getijden, dit alles in het bijzonder in de
on-diëpe kustwateren, is in feitealthans grotendeelseen deel van de
beschrij-vende fysische oceanografie, ook al bestond deze 'hydrografie' reeds lang vóór-dat er sprake was van een 'oceanografie'.
Als tweede voorbeeld noem ik een heel ander deel van de beschrijvende oceanografie, dat merkwaardigerwijze 66k de naam 'hydrografie' draagt.
Voor máriene biologen betekent dit namelijk eenvoudig de beschrijving van de fysisch-chemische eigenschappen van het zeewater in een bepaald gebied, dus van temperatuur, zoutgehalte, zuurstofgehalte, slibgehalte, stromen,
wa-terverplaatsingen enz. met inbegnp van hun onderlinge relaties, als functies van plaats, diepte en tijd. Deze 'hydrografle' dient dus als hulpwetenschap
voor, onder meer, het visserijonderzoek en voor de mariene ecologie. Het is het mariene complement van wat voor de atmosfeer 'klimatologie' wordt ge-noemd.
Mijn derde en Iaatste voorbeeld in deze categoric betreft statistieken van gol-ven Daarmee bedoel ik de gewone oppervlaktegolgol-ven, die eigenlijk het meëst opvallende kenmerk van de zee zijn, voor iedere waarnemer op zee niet alleen
duidelijk zichtbaar maarvaak ooktot zijn onbehagen of verdrietduidelijk
voelbaar.
Nu hebben ontwerpers van schepen en van constructies in zee behoefte aan statistische gegevens over de golven die op een bepaalde plaats of in een
be-paald zeegebied voorkomen. En wel ten eerste statistische informatie onder normale omstandigheden van weer en zee, en ten tweede informatie over
kansen op extreme sitüaties, dit laatste met het oog op de te stellen eisen be-8
treffende de sterkte of de stabiliteit van bet schip of de constructie. Immers, hoe hoger deze eisen zijn, hoe hoger uiteraard dekosten.
Maar betrouwbare goivenstatistieken, die berusten op continue
goifmetin-gen van tenminste enkele jaren, hebben we maar van een beperkt aantai
plaatsen, en dan in hoofdzaak plaatsen nabij de kust. Hoe gek het in deze tijd
misschien ook klinken moge, onze kennis van de afmetingen der goiven in
voile zee berust nog altijd in hoofdzaak op visuele waarnemingen van golfhoog-te, golfperiode en golfrichting, die gedurende vele tiëntailen jaren vanafsche-pen zijn gedaan, te zamen met meteorologische standaardwaarnemingen. En
al kunnen zulke golfwaarnemingen met het blote oog nu eenmaal nietmeer
zijn dan vrije ruwe schattingen, wij hebben het dan toch vooral aan
devrij-wiiiige medewerking van de koopvaardij van de maritieme ianden te danken dat deze gegevens er tenminste zijn.
Het is misschien interessant een paar getailen te geven voor de Noordzee. Ongeveer 18 meter is op het ogenblik de beste schatting voor de hoogte van
een individuele golf die met een waarschijnlijkheid van één procent per jaar zal worden bereikt of overschreden op een gegeven plaats in de open zuideiijke Noordzee, op een diepte van ca30meter. DieISmeterstelt dus voor de
verti-caal gemeten hoogte tussen een golfdal en de daarop volgende golfkam, die kan voorkomen tijdens eensuperorkaan. Die schatting volgt door
extrapola-tie uit de beschikbare waarnemingsreeksen van lichtschepen en indirect uit
windstatistieken.
U heeft recenteiijk in de kranten kunnen lezen dat de oliemaatschappijen in
de komende decennia tientallen miljarden guldens gaan investeren in
boor-eilanden, pijpleidingen en verdere voçrzieningen in het noordelijke deel van de Noordzee. Op grond, van de beschikbare gegevens, die bier nog schaarser
zijn dan in de zuideiijke Noordzee, is men tot de conclusie gekomen dat de
zeeomstandigheden daar beiangrijk ruwer zijn dan tot voor enkeie jaren nog
gedacht was. Op een Noors schip dat op een plaats tussen Aberdeen en de
zuidpunt van' Noorwegen regeimatig elke 3
uur
55minuten lang registratiesnarn met een goifmeter, werd in één winterhalfjaar al een hoogste goif van18
meter geregistreerd.4 Voor de constructie van produktiepiatforms moeten de oiiemaatschappijen in ditgebied tussen Schotiand en Noorwegen, op diepten van80
tot
140meter, rekening houden met individueie goiven ter hoogte van 28tot
30meter die met een kans van één procent per jaar kunnen optreden.Deze golfhoogten liggen maar weinig lager dan de geschatte overeenkomstige waarden voor het centrale gedeelte van de Noordatlantische Oceaan.5 De
ge-lijktijdige optredende wind zal van orkaankracht zijn en een uurgemiddelde
snelheid hebben van 35
tot
40 meter per seconde met buistoten tot50 meterper seconde. Van dergeiijke gegevens moeten dë ingenieurs dan uitgaan voor
de berekening van de krachten waaraan een boorplatform weerstand moet
kunnen biëden.
1k heb bij dit probleem van golfstatistieken en z.g. ontwerpgolfhoogten
even stilgestaan, niet omdat het wetenschappelijk gezien zo bijzonder
interes-sant zou zijnhet zal een fysicus betrekkelijk weinig kunnen schelen of een bepaalde golf op een bepaalde plaats wat hoger of wat lager ismaar wel om
bet praktijkbelang van zulk een simpele soort van oceanografische informatie te onderstrepen.
Nu ben ik toe aan bet derde deel van mijn toespraak waarin ik wil proberen een paaE recente en actuele ontwikkelingen üit de fysische vleugel van de
oceanografie aan te duiden. 1k zal dat terwille van de tijd heel kort doen. In het boekje dat velen van U spoedig zal bereiken heb ik jets meer toelichting met enkele literatuurverwijzingen gegeven.6
Als ik stel. dat de oceaan, als dynamisch systeem gezien, in hoofdzaak
'ii-neair' is, waarmee ik bedoel dat de waterbewegingen in het algemeen in
li-neair verband staan met dewerkzame krachten, dan wil dat niet zeggen dat de
niet-lineaire verschijnselen onbelangrijk zijnintegendee1. We! wil ik
daar-mee zeggen dat het daar-meestal mogelijk is de bewegingen in zee in goede benade-ring te beschrijven als een superpositie van een groot aantal
bewegingsmodi-vaak met een golfkarakterdie elk op zich fysisch denkbaar zouden zijn, en
ook, dat. het meestal mogelijk is de energie van de bewegingen te beschrijven
als een spectrum in de frequentieschaal, waarbij de niet-lineaire interacties
meestal theoretisch kunnen worden behandeld met behuip van een storings-rekening.
Dat bewegingsspectrum van de zee is voor een groot deel een continu
spec-trum dat zich uitstrekt van de frequentie nuldat is de stationaire algemene circulatie der oceanentot aan de hoge frequenties van de kleinste capillaire
rimpeltjes en de hoogste akoestische frequenties. Alleen de getijden vormen een lijnenspectrum, dat bestaat uit een aantal multipletten, waarvan de ener-gierijksteliggen in de omgeving van één cyclus per dag en in de omgeving van twee cydussen per dag.
De theorie der getijden heeft nog niet zo lang geleden een belangrijke
op-frisser gekregen door bet werk van de Amerikaan Munk en de Engeisman
Cartwright. Zij behandelden expliciet de dynamiscbe responsie van de oceaan op de getijkrachten als invoerfunctie, en dan niet voor een sterk
geschemati-seerde oceaan, zo4ls Laplace en andere theoretici in het verleden waren ge-dwongen te doen om verder te komen, maar voor de werkelijke oceaan Uit
een Fourier-analyse van 50 jaren getijwaarnemingen van twee geselecteerde stations berekenden ze op zeer ingenieuze wijze de admittantiefunctie en de
niet-lineaire effceten voor deze stations en ze slaagden erin voor de zuivere zonsgetijden de aandelen veroorzaakt door de gravitatie en door de straling
apart te bepalen.7
Een ander gebied is de studie van bet mechanisme van de energie.. en im-pulsoverdrachtvan de wind op de zeeen van de groei en de dissipatie van op-pervlaktegolven, waarbij ik vooral denk aan de gravitatiegoiven in het perio-dengebied van ongeveer i tot 25 seconden. Hieraan wordt op vele plaatsen
ge-werkt. De golfbeweging op zee kan vrij goed worden benaderd als een z.g.
gaussisch stochastisch proces met een continu spectrum dat een functie is van
twee variabelen, hetzij frequentie en azimuth, hetzij de beide componenten
van bet golfgetal. Er is nog geen bevredigende theorie die de directe
energie-invoer van de wind in het golfspectrum beschrijft. Maar in bet bijzonder de
Duitser K. Hasselmann heeft aangetoond dat de zwakke niet-lineaire
energie-overdracht tussen de spectrale golfcomponenten onderling een belangrijke
rol bespeelt in de totstandkoming van het zeegangsspectrum. Zijn berekenin-gen zijn in grote trekken bevestigd tijdens internationale metinberekenin-gen in de Duit-se Bocht, waaraanook door bet KNIvH is deelgenomen.8
Getijden en windgolven en ook op- en afwaaiing door de wind in ondiepe zeeën zijn verschijnselen die gepaard gaan met duidelijke boogtevariaties van het zeeoppervlak. Hierbij is bet in het algemeen niet nodig dicbtbeidsvariaties in het zeewater in aanmerking te nemen. Maar voor allerlei andere verschijn-selen, die zich meer in het inwendige van de zee afspelen, moet dat wél, ook a! varieert deze dichtheid maar binnen nauwe grenzen: in de bovenste 500 meters van de voile oceaan tussen iow en 1030 kg/m3. Deze dichtheid is een nauwkeu-rig bekende functie van temperatuur, zoutgehalte en druk. Tussen twee haak-jes, sub en organische materie komen in de regel in zodanig geringe concen-traties voor, dat ze in dit verband verwarloosd mogen worden.
Nu blijkt de oceaan voor verreweg het grootste deel neutraal of stabiel ge-laagd te zijn. Dat wil zeggen dat de dichtheid naar beneden gaande in bet alge-meen tenminste zo sterk toeneemt als overeenkomt met de compressie van het zeewater bij toenemeñde druk, welke compressie overigens betrekkelijk ge-ring is. Dat wil ook zeggen dat voor een verticale menging toevoer van energie
nodig is; Deze situatie is dus anders dan in de atmosfeer, waar zowel verticale sta-biliteit als instasta-biliteit met convectieve bewegingen heelgewoon zijn. Dezeverti-cale stabiliteit van de open oceaan is vooral bepaald door de lage temperaturen in
de diepte. In randzeeën en langs kusten met afvoer van zoetwater kan ook dc toeneming van het zoutgehalte met de diepte verticale stabiiteit veroorzaken.
De dieptezone waar de dichtheid bet sneist met de diepte toeneemt, in de
oceaan normaliter tussen roo en 500 meter, heet depycnocline. In de meeste ge-vallen is dit tevens de thermocline.
Nu is een derde actueel gebied van onderzoek de studie van de microstruc-tuur van de pycnocline en van de wijze van verticaal transport van warmte en opgeloste stoffen door die pycnocline, en dat in gebieden waar de stroomsnel-heden maar klein zijn. Als alle turbulentie in de pycnocline door de stabiele gelaagdheid zou worden onderdrukt, zou er alleen maar warmtegeleiding en diffusie op moleculaire schaal mogelijk zijn. Maar uit beschouwingen over de
algemene circulatie volgt dat in werkelijkheid die verticale transporten een
factor iooó of meer groter moeten zijn.
Er blijken flu tenminste twee mechanismen te bestaan waardoor die veel ho-gere verticale uitwisseling kan worden verklaard. Beide hangen direct samen met het bestaan van een trap jesstructuur in de pycnocline, die in de laatste ja-ren veelvuldig geconstateerd is dankzij nieuwe gevoelige meetapparatuur. Die fijnstructuur bestaat dan uit een serie lagen boven elkaar elk van b.v. enkele metets dikte met vrijwel constante dichtheid, gescheiden door dunne stabiele tussenlaagjes waarin de dichtheid sterk verloopt.
Het eerste mechanisme houdt in dat er intermitterend en plaatselijk türbu-lentie en verticale menging in zulk een tussenlaagje ontstaat wanneer inwen-dige golven plaatselijk een voldoende verschil in sneiheid onder en boven dat tussenlaagje veroorzaken. Dit fenomeen is zeer fraai aangetoond door de
En-gelsman Woods met behuip van duikers en kleurstofinjecties in de ondiepe
thermocline bij Malta.9
Het tweede mechanisme van een verhoogde verticale uitwisseling door de pycnocline, dat van de z.g. dubbele diffusie, berust op het feit dat de molecu-laire warmtegeleiding veel sneller gaat dan de molecumolecu-laire diffusie van zout Dit mechanisme kan alleen werken als de verticale gradient, of van de tempe-ratuur, Of van het zoutgehalte de-stabiiserend is. Nabij zo'n stabiel tussenlaag-je ontstaan dan instabiele laagtussenlaag-jes met verticale convectie en turbulentie. Hier-over zijn sinds 1965 uitgebreide laboratoriumproeven gedaan, vooral door Tur-ner en medewerkers.10
Als vier4e onderzoekgebied wil ik noemen de studie van de verschillende
soorten golfbewegingen met bun interacties in het inwendige van een al of
niet gelaagde oceaan, welke golfbewegingen kunnen voorkomen in een conti-flu spectrum met perioden van enicele minuten tot jaren toe. Weliswaar
van-ouds een geliefd breed exercitieterrein voor theoretici, maar tegenwoordig
weer extra in de belangstelling door het beschikbaar komen van meer en bete-re empirische gegevens. Eén van de problemeri hietbij is de mate waarin op grotere diepten turbulente bewegingen voorkomen, dat zijn dus stochastische
bewegingen waarvoorin tegenstelling tot golfbewegingengeen verband
be-staat tussen frequentie en golfgetal van de Fourier_componenten. Dc meeste onderzoekers geloven dat echte turbulentie in het grootste deel van de diepe
oceaan slechts sporadisch voorkomt. .Een ander probleem is de wijze waarop
de inwendige golven hun energie krijgen toegevoerd. Die energie moet
ko-men hetzij van de atmosfeer, hetzij van de getijkrachten, hetzij van
stromin-gen.li
Dan noem ik als vijfde het onderzoek naar de nog niet duidelijke wijze waar-op in de enkele relatief kleine gebieden nabij Antarctica en Groenlan4 bet z.g. bodemwater wordt gevormd, dat daar van bet opperviak naar beneden zinkt engeleidelijk het water in alle oceanen beneden degoed gemengde oppervlak-telaag ververst, in een tijd van de orde van i000 jaren.12 Nog maar enkele jaren geleden is het duidelijk geworden dat een analoge vorming van naar beneden zakkend koud water, op kleinere schaal, plaatsvindt in gebiedjes in het
noord-westelijke deel van de Middellandse Zee, wanneer daar 's winters de koude mistraiwind doorstaat.'3 Dat zijn dan met elkaar de weinige gebieden in de
wereldzee waar dezee instabiel gelaagd is.
En tenslotte noem ik nog de ontwikkeling en bet gebruik van numerieke
wiskundige modellen van delen van zeeën, van randzeeën,van oceanen of van de hele oceaan plus de hele atmosfeer, ter simulering van getijden, van op- of afwaaiing van het water, van stromen opgewekt door wind of
dichthéidsver-schillen en van de algemene oceanische plus atmosferische circulatie. Eén
zeer belangrijke activiteit die verschillende praktische belangen kan dienen, onder meer de ontwikkeling van weersverwachtingen op lange termijn.14
U zult hebbeñ opgemerkt dat alle actuele onderwerpen van studie die ik
noemde in hoofdzaak liggen op bet gebied van de dynamica en thermodyna-mica van de zee Inderdaad is de huidige fysische oceanografie voor meer dan 90 procent dynamica en thermodynamica, zeker als we de akoestische
oceano-grafie daar ook bij rekenen. Daarnaast is dan nog voornamelijk de optische oceanografie van belang. Wel is het wáar dat voor bet doeri 'n
waarnemin-gen, ook in de dynamische oceanografie, vaak bij voorkeur gebruikwordt ge-maakt van elektrische elektromagnetische, akoestische, optische of nog
ande-re meetmethoden.
Inwelke rithtingen zal flu het fysisch oceanografisch onderzoekzich in de toe-komst vooral ontwikkelen
De voortgang van het onderzoek der oceanen in het algemeen of aspecten
daarvan wordt op vier manieren gestimuleerd, en we! i door
intergouverne-mentele organisaties al of niet ressorterend onder de VN, 2 door nationale
re-genngen, door bet bedrijfsleven en 4 door kleine groepen onderzoekers of
individuen, b.v. in universitelten. Deze onderzoekers zijn ten dele verenigd in nationale en internationale wetenschappelijke organisaties. Dc accenten hg-gen natuurlijk in de vier gevallen wat verschihlend.
Voor de internationale organisaties, de nationale regeringen en bet
bedrijfs-leven spelen economische motieven de hoofdrôl, maar sinds enkele jaren is
daarbij gekomen de vrees voor de gevolgen van een toenemende
verontreini-ging van de zeeën. De oogmerken van individuele onderzoekers en kleine
groepen bij universiteiten en bepaalde instituten en van hun organisaties zul-len meer zuiver wetenschappelijk gericht zijn, maar zij kunnen slechts op klei-ne schaal werken, tenzij zij er in slagen voldoende middelen te krijgen.
We zijn in een tijd gekomen dat de 'grenzen aan de groei' voelbaar zijn ge-wordeñls en dat geldt ook voor het wetenschappelijk onderzoek, en ook voor hetzeeoñderzoek. Wij onderzoekers zullen ons steeds sterker moeten voegen naar een van boven opgelegd wetenschapsbeleid, hoe moeizaam en gebrekkig dat ook nog functioneert. Maar juist daarom moeten wij ons bewust zijn van onze rnaatschappelijke verantwoordelijkheid en moeten wij dat beleid helpen bepalen. Laten wij de rol die wij zelfhierin kunnenspelen, niét onderschatten. Elk nationaal of internationaal wetenschapsbeleid zal vooral drukken in de
richting van onderzoek dat op duidelijke toepa8singen op korte termijn ge-richt is. Wij zullen waakzáam moeten zijn opdat er ook ruimte blijft voor baanbrekend, echt wetenschappelijk onderzoek, waarvan de praktische
toe-passingen minder goed zichtbaar zijn en vaak in de toekomst pas komen. Het zuiver wetenschappelijke fysisch zeeonderzoek, internationaal gezien, zal voorlopig wel blijven doorgaan volgens de huidige tendenzen waarvan ik
er even geleden enkele heb aangeduid, aithans voor zover ër middelen
be-schikbaar blijven. Er zijn overigens nog vele zaken waar wij het wetenschap-pelijke inzicht missen. 1k denk áan de uitwisseling op microschaal van water,
ionen, andere stoffen, warmte, straling en impuls door bet zeeoppervlak en
aan de zethodem, in verband met de afwijkende waterstructuur aan grensvlak-ken. -1k denk ook aan de invloed van dunne Laagjes van oppervlakte-actieve stoffen, oa. olien, op deze uitwisseling. Over deze zaken zal de oppervlakte-chemie vermoedelijk veel kunnen Leren aan de frsische oceanografie.
Een belangrijk gebied waarvan we ook heel weinig weten, en dat zowel in experimenteel als in theoretisch opzicht een heel harde dobber is, is dat van de
uitwisselingsprocessen aan het zeeoppervlak bij zeer hoge windsnelheden, wanneer de zee gaat verstuiven en grote delen van het zeeoppervlak met
schuim zijn bedekt, zodat in feite de zee en de atmosfeer zich met elkaar gaan
mengen.
-Wat flu betreft het meer op directe toepassingeri gerichte onderzoek, er zal, om te beginnen, behoefte blijven aan het systematisch en stug waarnemen en vastleggen van bepaalde elementen, zo mogelijk op bepaalde vaste punten in
zee, maar ook met varende schepen, vliegtuigen en aardsatellièten. Dat wil
zeggen: het blijven werken aan de klimatologie van de zee en van de atmosfeer 14
boven de zee. In dit verband wil ik bier nog even opmerken dat er voor
routi-newaarnemingen van schepen nog altijd behoefte is aan een simpel
instru-ment voor het watbeter waarnemen van golven, terwiji ook het op eenvoudi-ge wijze waarnemen van de zeewatertemperatuur door de moderne snelle en grote schepen een nog niet goed opgelost probleem is.
Verder zal voortgezet onderzoek wenselijk zijn om te komen tot verwach-tingen en waarschuwingen of tot verbeterde verwachverwach-tingen en waarschuwin-gen voor oceanografische parameters. Hetmaken van zulke verwachtingen
voor ten hoogste enkele dagen vooruit komt neer op een marien verlengstuk van weersverwachtingen. Voor langere termijnen moeten we de wederzijdse wisseiwerking op grote schaal tussen atmosfeer en oceaan in aanmerking
ne-men. Bij dit soort onderzoek zullen enerzijdswiskundige modellen met be-huip van rekenautomatenof zoals de Nederlandse overheid deze officieel noemt: 'computers'een grote rol spelen. Anderzijds zullen hiervoor nog
veel metingen op de oceanen met een aantal schepen gelijktijdig nodig zijn, waarbij dus internationale samenwerking voor de hand ligt; en die is er in feite
ook a! voor een aantal pro jecten;
Maar misschien zal bet grootste dee! van de inspanningen op bet gebied van bet zeeonderzoek in de naaste toekomst we! gericht moeten zijn op de studie
van het gedrag van verontreinigingen in bet mariene milieu. Misschien vijf jaar geleden nog zouden slechts weinigen dit voorspeld hebben. Het is won-derlijk, en tegelijk verheugend, hoe snel het besef van degevaren van vergifti-gingen van de levende hu!pbronnen der zee en daarmee van grote groepen men-sen in vrijwel alle kringen ter wereld is doorgedrongen, en hoe hard er is ge-werkt, vooral in het laatste jaar, om via internationale en natiônale overeen-komsten de dreigende toenemende verontreiniging van de zee te beteuge!eñ.
Over deze problematiek zijn de laatste tijd zoveel artikelen verschenen, ook in Nederlandse tijdschriften en in de grote pers, dat ik er flu weinig over
be-hoefte zeggen.l6
In het kader van de te verrichten uitgebreide, bij uitstek interdisciplinaire
onderzoekingen in verband met verontreinigingen in zee zal de fysische ocea-nograafvoora! dienen te zorgen voor de nodige kennis van de waterverplaat-singen en van de menging en diffusie der vreemde stoffenin het zeewater. Dit geldt zowel voor ondiepe kustwateren als voor de grootste diepten der ocea-nen, die immers tot nu toe geliefkoosd zijn als stortplaats van radioactieve en andere afval. Er is al wel vrij veel gedaan aan geschematiseerde rekenmodel!en
voor transport en verspreiding van opgelostestoffen in zee, maar we zul!en moeten proberen te komen tot rea!istische en werkbare modellen dic nogveel méérbevatten, zoals het gedrag van suspensies, adsorptie van verontreinigin-gen aan deeltjes, bio-accumu!atie, biologisch transport, toevoer van vreemde stoffen uit de bodemsedimenten en via de atmosfeer.
Nu een paar opmerkingen over desituatie van de oceanografie in Nederland. Met velen deel ik de mening dat ons land, vergeleken met andere landen, in de laatste decerinia niet zo veel heeft bijgedragen aan bet onderzoek der zeeën,
enkele sectoren duidelijk uitgezonderd. Het is typerend dat in ons nationale
wetenscbapsbeleid het zeeonderzoek tot voor kort niet eens werd genoemd. Eén factor die al lange tijd belemmerend heeft gewerkt op de ontplooiing van het zeeonderzoek in ons land is geweest het ontbreken van een volwaar-dig Ne4erlands oceanografisch onderzoekingsschip. Na lange voorbereidirigen wordt thans hard gewerkt aan het bestek voor een dergelijk schip en het is wel zeer te hopen dat de bouw en voltooiing van dat schip niet te lang uitstel on dervindt door de huidige benarde toestand van 's Rijks financien.
Het ook in ons land noodzakelijke onderzoek in verband met zeeverontrej-niging zal een intensieve samenwerking vereisen tussen biologen, chemici, fy-sici en sedimentologen. Wij hebben in Nederland in verschillende instituten en laboratoria kleine groepjes onderzoekers wier werlc verband houdt met as-pecten van zeeverontreiniging. Verder bestaat er voor het bestuderen van de inde Nederlandse kustwateren zeer duidelijk bestaande problemen op ditge bied een interdisciplinaire stuurgroep 'Noordzee en estuaria' welke ressorteert onder de 'Commissie TNO voor het Onderzoek ten dienste van het Milieube-heer', welke stuurgroep in de laatste twee jaren wel zijn best heeft gedaan en
enkele documenten heeft geproduceerd, maar overigens niet veel verder
schijnt te komen. Als wij werkelijk deze problemen in de Nederlandse kust-wateren en estuaria krachtig willen anpakken, dan is het m.i. noodzakelijk dat er hiervoor bij eén der bestaande rijkslaboratoria een interdisciplinaire
werk-groep van capabele onderzoekers met de nodige hulpmiddelen komt, onder een deskundige en stimulerende leiding, waar al het wetenschappelijke en
praktische werk op het gebied van zeeverontreiniging in Nederland bij elkaar
gebrachtwordt
1k wit tesIotte nog jets zeggen over dc opleiding in de fysische oceanografie aan deze universiteit.
De on4erzoekers die nu in Nederland werkzaam zijn in de oceanografie_-en ook in de meteorologiezijn bijnaallen hiertoe gekomen na een volledige stu-die in een van de basjsvakken, dus natuurkunde, scheikunde, biologic, geogra-fie, wiskunde of nog andere. Zij hebben zichzelf grotendeels rnoeten bijscho-len. Nu hebben wij sinds enige tijd in Utrecht demogelijkhéid dat studenten zich at na hun candidaajsexamen wis- en natuurkunde in de fysische oceanogra-fie en meteorologie kunnen specialiseren en daarin afstuderen. Het was vooral de in 1967 overleden professor Bleeker die zich persoonlijk met grote energie heeft ingezet voor bet realiseren van deze mogelijkheid.
Deze ontwikkeling is natuurlijk gunstig mits de afgestudeerden in deze yak-ken een redelijke kans hebben op een loopbaan waarin ze zich in de door hen gewenste richting kUnnen ontplooien.
Nu moeten we ons wel realiseren dat de markt in ons land voor academisch gevormde meteorologen en oceanografen vrij klein is. Wat de fysisch-oceano-grafen betreft, zover ik weet zijn er in totaal nog geen twintig werk*am, alien bij overheidsinstellingen. Het is, na wat ik al heb aangeduid, waarschijnlijk dat er in de komende jaren een bescheiden uitbreiding nodig is gezien bet nood-zakelijke onderzoek in verband met dé zeeverontreimging. Het bedrijfsleven zal vermoedelijk weinig behoefte hebben aan afgestudeerde
fysisch-oceano-grafen. We! zulien daar in toenemende mate plaatsingsmogelijkheden zijn voor 'oceaaningenieurs'als ik dit woord mag gebruiken ais vettalmg van 'ocean engineers'met verscbillende basisdisciplines, zoals
kustwaterbouw-kunde, werktuigbouwkustwaterbouw-kunde, scheepsbouwkustwaterbouw-kunde, nautische wetenschappen, chemische technologie.
Al met al bestaat er dus misschien een.zeker risico door mogelijke overspe-clalisatiel7 van de in Utrecht in de oceanografie afgestudeerdenen het zelfde
kan wel gezegd worden van de afgestudeerden in de meteorologie. Maar de
aantalien studenten in deze richtingen zijn tot nu toe zekeE niet groot en het
nemen van risico's behoort bij het leven. Dergelijke risico's bestaan immers
voor de meeste studierichtingen. Na slecbtere tijden zijn er aitijd weer betere gevo!gd. En zij die echt willen en kunnen, komen in de regel goed terecht.
Heren leden van het voormalig College van Curatoren,
Voor het door U in mij gestelde vertrouwen bij de voordracht voor mijn be-noeming zeg ik U dank.
Leden van het ivetenschappelyk corps.van defacultezt der wiskunde en natuurwetenschappen, Het feit dat verschil!enden van U, hoogleraren in de natuurkunde, en ik elkaar
nog persoonlijk kennen sinds onze studententijd heeft bijgedragen om mijn her-intrede in de universitaire kring te vergemakkeiijken. Ovengens zal de
omstandigheid dat ik s!echts een beperkt deel van mijn tijd aan universitaire zaken kan wi;den, maken dat mijn contacten met U minder intensiefzijn dan 1k gaarne zou wensen.
1k hoop dat ik in mijn rede een aantal van U heb kunnen overtuigenvoor zover dat nodig nog zou zijn--dat ve!e verschijnselen die zicb op en in de
oceaan voordoen deaandacht verdienen, niet alleen van theoretischeen expe-rimentele fysici, maar ook van chemici, bioiogen, geologen en anderen, en dat in bet bijzonder de voortgang der fysische oceanografie in hoge mate athanke-iijk is van injecties uit de moderne f'sica en chemie.
Waarde Schregardus,
Gaarne betuig ik U, Hoofddirecteur van bet Koninklijk Nederlands Meteoro-logisch Instituut. mijn dank voor Uw toestemming mijn benoeming aan deze universiteit te aanvaarden. Verder dank ik U voor bet begrip dat U sindsdien toonde voor de aan mijn nieuwe positie toch soms wel verbonden zorgen. 1k heb het voiste vertrouwen dat U ook in de komende jaren, waarenigszins mo-gelijk, mij Uw medewerking niet zult ontzeggen als ik een beroep op U doe in verband met de opleiding van studenten.
Waarde Veldkamp en Schmidt,
1k betuig U mijn dank voor de goede raadgevingen en de huip die ik van U mocht ontvangen tijdens de beginfase van mijn buitengewoon hoogleraar-schap. 1k hoop dat dit gemeenschappelijke element in onze positie bij het
KN}'ll de tussen ons bestaande band verder zal versterken.
Medewerkers van de afdeling oceanografisch onderwek van het KNMI en vele medewerkers van andere afdLin,qen van het KNMI,
Mede dankzij Uw medewerking, zowel van de leden der wetenschappelijke stafals van het overige personeel, is het mij mogelijk gemaakt de nevenbetrek-king aan deze universiteit te aanvaarden. Omdat mijn hoofdwerkkring bij het
KNIvII blijft, hoop n verwacht ik dat er in onze onderlinge prettige
verhou-dingen weinig zal veranderen.
Medewerkers van liet Inst ituut voor Meteorologie en Oceanografie aan deze Universiteit, Als enige oceanograaf ben ik een'ietwat afwijkend gekleurde eend in de bijt van Uw in hoofdzaak meteorologisch georienteerd gezelschap. Zoals U zich
zult herinneren von4 mijn eerste kenmsmaking met U plaats tijdens een be-zoekvan Sint Nicolaas aan Uwkleine kring, nu al weer bijna twee jaar geleden Toen ik dat bezoek had doorstaan was 1k met één slag in Uw kring
opgeno-men. 1k dank U daarvoor. 1k ben erzeker van dat ook U mij naarvermogen wilt blijven steunen in de uitoefening van mijn taak aan deze universiteit.
Dames en Heren Studenten,
Na.wat ik aan het eind van mijn eigenlijke toespraak al heb gezegd mef U in gedachten, nog een paar opmerkingen en raadgevingen.
Diegenen onder U die een oceanografische studierichting kiezen, doen dit misschien mede wegens het bescheiden gevoel van geluk dat het ons geeft, dat de weréldzee er in wezen nog net zo bijligt als lang vóór het optreden van de homo sapiens, en dat die zee, althans voor meer dan procent, altijd
waard zal zijn van zulke zaken als betonnen woonkazemes en achtbaans-auto-wegen; ook al is ze dan flu een beetje bestippeld door stalen mammoets met
giftige inhoud, .00k al wordt er door de mens aan haar randen geknaagd en
ook al is ze inderdaad een beetje ziek geworden en moeten we aan haar gene-zing werken.
1k zou die studenten die overwegen na hun candidaatsexamen wis- en na-tuurkunde N3 zich in de fysische oceanografie te specialiseren, sterk willen aanraden dit alleen dan te doen als dit yak hen werkelijk aantrekt, waarbijze dienen te bedenken dat een goede afgestudeerde fysisch oceanograafeigenlijk ook moet beschikken over kennis op doctoraal niveau van afle z g kiassieke onderwerpen van de natuurkunde. U zult hebben opgemerkt dat een grondi-ge kennis van één onderdeel hiervan, namelijk de vloeistofmechanica in het bijzonder voor gelaagde vloeistoffen in het zwaartekrachtsveld en met inbe-grip van de turbulentieleer, het allermeest nodig is voor de fysische oceano-graaf. Die vakken, waarin nog steeds nieuwe ontwikkelingen gaande zijn, zijn dan ook in het studieprogramma voor fysisch oceanografen opgenomen.
Daarnaast dient de student een portie meteorologic te doenook die is for-mccl opgenomen in het studiëprogrammaen dient hij enig begrip te
heb-ben, of te krijgen, van f'sische chemie, mariene chemie en biologic. Verder is het aan te bevelen de onderwijsbevoegdheid voor het middelbaar onderwijs te behalen in de natuurkunde, de wiskunde of in beide vakken.
Intussen moet 1k vaststellen dat de opleiding in de fysische oceanografie aan deze universiteit voorlopig nog een sterk beroep moet doen op de zelfwerk-zaamheid van de studenten, gezien het nog ontbreken van een wetenschappe-lijke oceanografische staf. De aard van het yak brengt mee dat de studenten voor hun doctoraalexamen een zekere hoeveelheid praktisch werk en onder-zoek moeten verrichten. Hoewel de universiteit in de afgelopen jaren een be-scheiden oceanografisch instrumentarium heeft verkregen, is zulk praktisch werk voorlopig moeilijk te realieren zon4er medewerking van buiten de uni-versiteit. Gelukkig bestaan er afspraken die het mogelijk maken dat het vereis-te praktisch werk en onderzoek door de studenvereis-ten geheel ofvereis-ten dde kan
wor-den gedaan onder de vleugelen van het Konmklijk Nederlands Meteorolo-gisch Instituut, en verder van bet Nederlands Instituut voor Onderzoek der
Zee, of de Fysische Afdeling van de Rijkswaterstaat. Dc projecten der studen-ten kunnen dan aansluistuden-ten bij onderzoekingen die bij die instellingen aan de gang zijn. Het praktische fysisch-oceanografische werk onder auspicien van de universiteit zeif zal slëchts bescheiden van omvang kunnen zijn. 1k stel mij voor dat dit voornamelijk zal zijn enig onderzoek van de dynamica en de tur-bulentie van de bovenste paar meters van de zee onder verschilende omstan-digheden van wind, golven en stroom.
Het spreekt wel haast vanzelf dat een spoedige totstandkoming van een na-tionaal onderzoekingsschip voor oceanografisch werk op grotere schaal óók voor de Utrechtse studenten een belangrijke stimulans zal zijn.
1k heb gezegd.
Noten
i Groen, P., Aspecten van de naziwrhende der aarde. Rede te Utrecht
2 Andere voorbeelden van marlene technologie, naast de in de tekst genoemde, zijn: bouw van onderwatervoertuigen; navigatietechnieken; vormen van maricultuur, di. het ma-riene equivalent van veeteelt en landbouw; baggertechnieken; landaanwinningen bouw van kunstmatige eilanden; het leggen en onderhouden van onderzeese kabels en pijplei-dingen; het leven en werken van menseñ onder zee; technieken ter controle en bestrijding van olie en andere verontreinigingen op of in de zee; het slepen van ijsbergen uit depool-streken naar droge wärme depool-streken. Onder zeemijnbouw vallen het construeren van en wer-ken met boorplatforms en de boortechnologie. Marlene waarnemingstechniewer-ken zijn onder meer de technieken voor plaatsbepaling en voor diepterneting op zee; het maken en bedrij-yen van automatisch werkende meteorologische en oceanografische waarnemingsstations, md. boeien; akoestische, seismische en ndere geofysische exploratietedinieken; het ne-men van water- en bodernmonsters, onderwaterfótografie en ,televisie.
Industriele Raad voor de Oceanologie, Nota inzake de Oceanologie en de daarinede samenhangende
be-langen van he: Nederlandse Bedrft1even. Haarlem 1972.
4 Draper, L. en J. S. Driver, Winter waves in the Northern North Sea at 57°3o'N foo' E
re-corded by M.V. Famita' in Proc.firss inte7nat. conf. on pan and ocean engineering under arctic conditions,
Trondheim '971, p. 966-978.
5 Battjes, J. A., 'Long-term wave height distributions at seven stations around the British Isles' inJ. Coastal Marine Science; x,z.
6 Een goede samenvatting van een groot dccl van de moderne theoretische 'sische oceano-grafieis te vinden in de volgende twee boeken:
Philhips 0. M, The Dynamics of the Upper Ocean. Cambridge (U.K.) icc.
Kraus, E. B., Atmosphere-Ocean Interaction. Oxford ig.
7 Dc invoerfunctie voor 'bet getij' bestaat in wezen uit twee gedeelten, ni. ecu gravitatiege-dèelte veroorzaakt door maan en zon dat nauwkeurig bekend Is en ecu lijnenspectrum heeft, en een stralingsgedeelte afkomstig van de mu alleen. Dit stralingsgedeelte vaitweer in twee delen uiteen ecu dccl met een hjnenspectrum dat via met de zonnestand coherente factoren aanleiding geeft tot de z.g. stEalingsgetijden, en dat alleen maar ruw kan worden benaderd in relatieve maat, en een onbekend dee! met een continu spectrum, dat bepaald is door incoherente meteorologische factoren.
Gezien het discontinue karakter van de spectra en het gedeeltelljk onbekend zijn van de invoerfunctie werd de admittantie van 'het getij' op een bepaalde plaats bepaald via de om-weg van de impulsresponsiefunctie, en wel om te beginnen alleen voor het gravitatiegedeel-te. Dc gravitatie-getijdepotentiaal op hetaardoppervlak.kan geschikt worden onttikkeld In bolfuncties met tijdafharlkelijke coëcienten. Verreweg het grootste aandeel wordt dan
geleverd door de bolfuncties van de tweede graad. De coëfficienten, functies van de ti;d, werden berekend. hi de lineaire analyse werd het verticale 'getij' op een bepaalde plaats nu beschreven als een superpositie van die coëfficiënten na convolutie met hun bijbehorende impuisresponsies en deze laatste werden uit het waargenomen 'getij' bepaald met behuip van de methode van kleinste kwadraten. Hieruit volgden de admittantiefuncties door Fou-rier-omkering. Deze werden in het algerneen berekend met een oplossend vermogen van circai cydus per jaar, uit ensernble-gerniddelden van een aantal analyses over 355 .dagen (dan worden alle getij-'constituenten' goed in de Fourier-componenten 'gevangen'). Waar het stralmgsaandeel in de getijden groot is namelijk in de dr,e getlj- groepen bij zeet lage frequenties en bij i en 2 cyclussen per zonnedag, moest een aparte procedure worden toe-gepast.
Met een zeer plausibele ondersteiling wat betreft de gladheid van de admittantiefuncties (dat ze wemig verlopen over een frequenuemterval van i cyclus per maand) konden flu de zwvere (coherente) gravitatiegetijden worden bepaald en uit de residuen werden de
cohe-rente stralingstijden, de niet-coh cohe-rente en de niet-lineaire bijdragen apart geschat. Het bhjkt dan b v dat voor het station Honoloeloe met diep water rondom het getij vrijwel
geheel hneair en coherent is maar voor andere stations aan ondiepe zeeën blij ken de met lineaire mteract es ook belangrijk te zijn. Hat blijkt ook dat in het tweemaaldaagse zonsgetij van Honoloeloe de amplitudeverhouding stralingsgetij-gravitatiegetij in de buurt van 0,2 ligt. Dergelijke getalien zijn later ook gevonden voor diverse Amerikaanse en Engelse. kuststations. Voor al dit werk is heel veel numeriek rekenwerk nodig geweest.
Het is wel te verwachten dat .p wat langere termijn deze nieuwe theorie hier en daar
toepassmg zal vinden bij de berekening van getijtafeh.
Munk, W. H. en D. E. Cartwright, 'Tidal Spectroscopy and Prediction' in Phil. Trans. Royal Soc. London, Series A No. nos, VoL 259, 1966, p. 533-581.
Zetler, B. D., 'Radiational Ocean Tides Along the Coasts of the United States' inj. Phys.
Oceanogr. I, 1971, p. 34-38.
Een recent overzichtsartikel:
Hendershott, M. en W. Munk, 'Tides' in Ani'walRev. FluidMech.2, '970, p. 205-224.
8 Voor het tweedimensionale energiespectrum van oppervlaktegolven zijn de beide be-schrijvingswijzen equivalent via de bekende dispersierelatie. Als dit tweedimensionale spectrum wordt geintegreerd over de azimuths, krijgt men hetédndimensjonale frequen-tiespectrüm. Dit laatste kan worden afgeleid uit registraties van de op- en neergaande bewe-ging van het zeeoppervlak in édn punt en die kunnen worden geleverd door een grote ver-scheidenheid van meetinstrumenten. Het is daarom begrijpelijk dat er empirisch veel be-kend is van die éendimensionale spectra Gegevens over de richtingsspreiding in golven zijn veel moilijker te krijgen.
Zeegang die groeiende is onder invloed van een constante wind, heeft eeii
frequentie-spectrum met één top die tegehjk groelt en naar lagere frequenties schuift naarmate de
wind lunger bdven de golven doorstaat en naarmate de wind harder is. Indien een wind van gegevçn sneiheid en nchting lang genoeg en over. een voldoende groot zeeoppervlak werk-zaam is,wordt asymptotisch een evenwichtsgol pectrum benaderd, maar deze bewering is vermoedeijk met geheel exact.
Zie 4é onder noot 6 genoenade boeken en:.
Barnett, T. P. en 15 anderen, 'Measurements of wind-wave gro'sth and swell decay during the Joint North Sea Wave Project' (JQNSWAP), wordt aangeboden aan DeutscheHydrogr.
g HIer hebben we een van de betrekkelijk wewge gevallen waarin dé fysische oceanografie bevorderd is door visuele waarnemingen onder water Het Is ook een van de, misschien wat vaker voorkomende, gevallen dat van meteorologische zijde een belangrijke bijdrage tot de oceanografie van onder het zeeoppervlak werd geleverd. De opzet van Woods was namelijk am verschijnselen In de zee te gebruilcen als model tEt verkiaring van de merkwaardige z.g. Clear Air Turbulence, Incidenteel optredende turbulentie hide overigens rustige hoge at-mosfeer.
Woods J D en R L Wiley Billow turbulence and ocean microstructure inDeep Sed Res
19, 1972, p. 87-ui.
eo Of deze dubbele diffusle werkelijk een rol speeltin de oceaan is nog onzeker.
Turner, J. S. en H. Stommel, 'A new case of convection in the presence of combined vertical salituty and temperature gradients' In Proc. Nat. 4tad. So. U.S.A. rz,1964, p. 4-s3.
Meer recente literatuur o.m. in:
Cox, C. S., 'Oceanic Microstructure' in U.S. National Report Oceanography1967-1971, F(fteenth
Geeieral Aisembly, Internat. Union of Geodesy and Geophysics, EOS (Trans. Amer Geophys. Union)52,1971, p. IUGG236-237.
ii Men kan deze golfbewegingen in het inwendige van de oceaan globaal indelen in drie kiassen.
i Dc eigenlijke inwendige go!yen die In de pycnodline optreden en die enigszins aaloog zijn met de gewone oppervlaktegohren. Hun terugdrijvende kraçht Is de z.g. gereduceerde zwaartek±àcht of 'buoyancy', dat is de zwaartekracht vermenigvuldigd met de relatieve dlchtheidsaftvijking ten opzichte van een referentiedlchtheid behorend bij de diepte ter plaatse, dus de zwaartekracht vermenigvuldigd met een zeer kleine factor. Hun frequenties en snelheden zijn daardoor veel kleiner dan die van de Oppervlaktegolveh. Bij een behoor-lijk ontwikkelde pycnodline is een continu spectrum mogeijk met periOden van enkele minuten tot meer dan een dag.
2Dc z.g. traagheidsgolven met de Corioliskracht als voornaamste terugdrijvende kracht. Hierbij beschrijft het water ongeveer cirkelvormige horizontale banen met perioden van een halve slingerdag of jets minder.
Dc z.g. planetaire of Rossby-golven, waarin de verandthng van de Coriolis-parameter met de geografiche breedte de terugdrijvende kracht bepaalt. Deze golven hebben perloden van enkele dagen of langer.
Empirischegegevens over inwendige golven met niet te lage frequenties zijn vrij gemak-kelijk te krijgen uit continue waarnemmgen van de vetanderingen van het verticale tern-peratuurprofiel op een plaats, maar waarnemingen van de horizontale structuur zijn maci-lijker. Door het bescIiikh'r komen van meer en betere empirische gegevens is de belang-stelling oak van de theoretici de laatste jaren toegenomen.
Zie de onder noot6genoemde boeken en verder voor recente literatuur:
Wunsch, C., 'Internal waves' in het ondernoot so genoemde U.S. National Report, p. IUGG 233-235.
u Recente literatuur zie:
Gordon, A. L, 'Antarctic Circislation' in het onder noot io genoemde U.S. National Report, p. IUGG230-232.
iTchernIa, P. en M. Fieux, 'Rappel des idées et observations antérieures sur. Ia formation de
l'eau de fond de Ia Méditexranée Ocddenta1e--Résu1tats des observations hydrologiques exécutées a bord du N/O "Jean Charcot" pendant Ia campagne MEDOC 1969' in Cahiers Oaanographiques 23, Suppi. no. I, 19Th p. 2IS.
14 De kwaliteit en de capaciteit van deze modellen nemen uiteraard toe naarmate er grotere en snellére rekenautomaten komen, rnaar men blijft altijd zitten met een elndige maas-wijdte van de modeilen en de daaruit volgende beperking m de scliaalvariaties, zodat de di-verse turbulentë uitwisselingsprocessen grof moeten worden benaderd. Dc grote charme van dergelijke modellen Iigt in de mogelijkheid ermee te 'spelen' men kan naar believen parameters veranderen of bepaalde processn stop zetten; men kan ook ptóberen de gevol-gen te voorspellen van bepaalde civieltechnische ingrepen of van mjecties van
verontreim-gngen.
Recente literatuur over numerieke oceaan-atmosfeermodellen, zie: Pond, S., 'Air-Sea Interaction' in het onder noot ro genoemde U.S. National Report. p. IUGG 389-392.
is Meadóws,D. H. e.a., The Limits to Growth. New York I9ThVertaald in het.Nederlands: Rap-port van de Club van RomeDegrenzen aan de groei. Aula No. soo, Utrecht/Antwerpen ii2. Zie
spe-thai j. 145-147.
i6 Roskam, P.Th., 'De verontreiniging van de zee' iii Chemisch Weekblad66,197o, p.56-61.. Duinker, J. C., 'De me in gevaar' in Natzwr en 1andschap i9a, p.Is-x64.
Een goed boek over de vele problemen in verband met de door de mens veroorzaakte ver-ontreimging van de zee:
Hood, E. W. (ed.), Impingement of man on the Oceans. New York enz. 1971. Menard, H. W., Science:growth and change. Harvard Univ. Press 19Th
