Onderwerp: Stroom tegen wind

Leuk, dan houden we bij de Texelstroom, komend tij en ONO wind!

Diepte neemt daar af van 40 meter (Helsdeur) tot plm 14 meter, terwijl het stromingsgebied ook breder wordt. Bodem zal ook nog wel wat lokake, niet gekarteerde kuiltjes, bultjes, of ander sediment bevatten.
Ik denk dus niet dat het daar een keurig ingestelde stroom betreft, maar dat je wellicht zelfs wat turbulentie aan het oppervlak zult zien (halftij).

En als een getij gaat lopen, loopt de stroming aan het oppervlak dan vóór, achter of zou dit gelijk zijn aan de gemiddelde stroming (=debiet)?

En wat gebeurt er wanneer lokaal LW/HW tijdstip niet gelijk is aan het moment van kentering oppervlaktestroom? Wat gebeurt er dan onderwater?

eerst even dit:Nachtvlinder schreef :
Terschelling-voorbeeld: dat was om te laten zien dat een buitenbocht niet zomaar uitslijt; zelfs een onderlopende steile wand als op dat plaatje blijft gewoon bestaan, ondanks alle uren 3 kts erlangs.

Wind tegen stroom golven steiler dan obv relatieve windsnelheid:
nee, dat geloof ik niet. Om twee redenen:
- ruim 50 jaar ervaring.... en nog niet verrast geworden door onverwacht hoge golven met stroom tegen wind. Wel erg bewust van hoe groot de invloed van wind op golven is: IJsselmeer met wind 2 is vlak, met 3 is golfjes, met 4 is golven van 0,5 tot 1 meter, met 5 van 1 meter, met 6 en 7 van een dikke meter. Per windkracht (gegeven voldoende fetch en tijd) 20 a 30 cm erbij. Dus het effect van stroom mee of tegen is ook 30 cm.
- er is geen verklaring en ook geen hypothese voor de invloed van stroming op golven.... de golven zijn onderdeel van het water, dat water stroomt en de golven draaien hun rondjes in dat stromende water. Dus het water kan geen energie toevoegen of onttrekken aan het golfsysteem, er is geen verschil met golven op stilstaand water, want voor de golven staat het water gewoon stil. (voor de lucht niet!)

De theorie over van elders binnenkomende golftreinen die worden geremd als ze tegenstromend water tegenkomen lijken me juist; dat is een soort bodemeffect.

Ik zoek heus mee, maar ik ben een sceptische zoeker

Prima Thomas

Baasklusje schreef :
Ik betwijfel of deze conclusie geheel juist is.
Ja , misschien bij 5 knopen tijstroom maar waar vind je die?
Niet in Nerderland in ieder geval.
Hier is 2-3 knopen wel zo'n beetje het maximum en dat is maar ongeveer 1-1,5 meter/seconde.
Kijk nu eens op de Beaufortschaal wat dat is? Zegge en schrijve windkracht 1 (=0,2-1,5 meter/sec) wat amper voelbaar is.
Weliswaar veroorzaakt dat rimpeltjes op het water maar zeker niet de flinke stroomrafelingen die je vaak in geulen met getijstroom ziet.
Nee , de oorzak ligt , nog steeds volgens mij dan , in de beweging van het water zelf.
En zoals ik al schreef, wind laat het water niet echt van plaats veranderen maar laat alleen de waterdeeltjes aan het oppervlak een circelvormige beweging maken die de golven veroorzaakt en de schijn opwekken dat het water in een richting beweegt.( Ik heb het even niet over het tijdelijke effect van op en afwaaiing).

Ander heel aardig voorbeeld.
Vanmorgen voer ik met volledige windtilte uit van Kristiansand in Noorwegen.
Over diepte hoeven we het daarom niet te hebben want het is daar 50 meter of nog veel dieper.
Het water was vlak als een biljartlaken maar ik had wel bijna 1,5 knopen stroom tegen , wat daar overigens vrij vaak voorkomt en niet (allee) door eb en vloed wordt veroorzaakt ( is daar amper) maar door de stromingen in het Skagerak.

Toen het na enioge tijd een heel klein beetje begon te waaien verschenen inderdaad van die kleine rimpeltjes op het water. Overigens going het ook vandaag om een windkracht van 1-2.

Overigens weet elke zeezeiler dat ook de Noordzee glad als een spiegel kan zijn bij windstil weer terwijl er vrijwel altid wel een tijstroom staat ( behalve dan even niet bij de kentering).
En ook dan zie je daar geen rimpeltjes.

Rarara , maar eerlijk gezegd weet ik de oorzaak ook niet echt.
Misschien ga ik me er eens in verdiepen als ik weeer thuis ben.
Ad

Nachtvlinder schreef :
turbulentie aan het oppervlak: te zien bij stil weer, natuurlijk zijn die er.

het getij klapt daar snel om, het is de Hoofdkraan van de Waddenzee.
Dat getij arriveert als een hogere waterstand op de Noordzee die zich door de gaten naar binnen perst. Op de Stroomatlas staat de gemiddelde stroming in de bovenste 5 meter. Dat gemiddelde betekent dat het niet over de hele hoogte hetzelfde zal zijn. Vermoedelijk bij het begin van een getij bovenin iets eerder/meer, maar als de boel eenmaal lekker stroomt zal dat verschil in die 5 meter (van 15 tot 30 meter) snel verdwenen zijn.
Onze dierbare golven zitten niet dieper dan 5 meter (dan zijn ze al 1,5 hoog boven water, dat is zeldzaam).

HW/LW switches zijn vrijwel nooit op het moment van stroom-omkering.
Maar op die momenten is er ook weinig invloed van stroom/wind op de golfjes....

@Yellow Boat, bedankt voor je wederom heldere bijdrage

Ik heb net een zeilvriend uit m'n studietijd gebeld (een enthousiaste theoreticus die nu een CFD consultancy bedrijf runt) en een half uur hierover gepraat. Heb hem uitgenodigd mee te doen hier, dus misschien komt ie nog langs.

Ik heb (hoop ik) 80% meegekregen van wat ie vertelde, hier kort samengevat:
-effect speelt voornamelijk in estuaries zoals het Wad of zandplaten op korte afstand van de kust

-stroming in Marsdiep is turbulent: boven een visceuze grenslaag de eerste meters boven de bodem, ontwikkelt de stroming zich turbulent met steeds groter wordende wervels, orde grootte 2 meter.

-doppler effect zorgt ervoor dat windgolfjes steeds stijler worden totdat zich een evenwicht heeft ingesteld (theorie hierachter kan ik niet reproduceren)

-door grote verschillen in kinetische energie in de deeltjes in de grenslaag water/lucht kunnen elders door de wind opgewerkte golfjes veel hoger opbouwen doordat de wind hier in verhouding meer "grip op krijgt" dan bij stilstaand water (geen energieverschillen) het geval zou zijn.

Tussen-conclusie moet volgens mij zijn dat het relatieve snelheidsverschil wind-water geen beduidende rol speelt, maar veel meer de lokale verschillen in stroomsnelheid.

Hoop dat ie nog even langs komt om het echt helder te krijgen!

Nachtvlinder schreef :
en waarom hebben die lokale verschillen in stroomsnelheid dan het effect dat de golven met tegenwind hoger zijn dan met meewind??????

Als jouw tussen-conclusie klopt is dat verband random, ofwel, de lokale verschillen in stroomsnelheid (door alle genoemde redenen) geven hogere en steilere golven, totaal onafhankelijk van de windrichting boven de stroming. Dat lijkt me nou aantoonbaar onjuist

Ik heb nu in dit draadje al een paar keer gelezen dat het effect van stroom tegen wind voornamelijk optreedt dicht bij de kust, wadden en estuaries. Maar daarnaast heb ik al vaak gelezen van de heftige effecten van stroom tegen wind in de golfstroom ver uit de kust van de Oostkust van de USA. Op het scheidsvlak van die golfstroom ontstaan grote draaikolken (100km+) waarin op sommige punten de stroom tegen dus echt effect geeft. In de Ostar verslagen lees ik vaak dat dat stuk enorm moeilijk kan zijn door ... stroom tegen wind effecten.
Diepte van het water is daar groot (de golfstroom zelf gaat tot 1200 meter diep), dus grondeffecten kunnen er ook niets mee te maken hebben.
Overzie nu niet of de ontstane inzichten weer op de helling moeten...

Erik

@Baasklusje:
Omdat met "meewind" de golftreintjes gemiddeld juist uitgerekt worden en er geen sprake is van extra opzweping doordat de wind géén extra grip krijgt op die lager geworden golven.

Ik denk dat het een niet-lineair effect is: stel (wind-tegen-stroom) dat 50% van de golven een stuk hoger wordt (niet uniform doppler-effect) en de overige niet of zelfs lager worden. Die hoger geworden golven worden bouwen dan nóg meer op doordat de wind er steeds meer grip op krijgt. Je krijgt daarbij ook interferentie met andere golfsystemen (waarbij de golflengte niet beinvloed is), waardoor je een chaotisch aandoend geheel krijgt; geen "mooie" lopende golven maar stijl en op sommige plaatsen brekend. Volgens mij is dit ook wat je ziet in de praktijk.

Vergelijk de "races": het is daar niet zozeer ondiep, maar doordat de stroming scherp de bocht om gaat stroom het er
a) lokaal hard en
b) niet uniform in zowel diepte als breedte

met meewind langere golflengte (uitgerekte treintjes), waarom zou dat dan zijn? Meewind (alleen, zonder watereffecten) is gewoon minder wind over het water, dus lagere golfjes. Hoe lager, hoe kleiner de golflengte, niet hoe langer Wat je beschrijft (minder grip, lagere golfjes) is gewoon het effect van minder wind.....

De golfhoogte (ook op stilstaand water) varieert altijd van golf tot golf.
Een golf die door een windvlaag van 20 seconden iets hoger is geworden zal vervolgens meer wind vangen en dus nog wat hoger worden (voo zover dat past bij de golflengtes in de trein). Dat heeft ook niets met stromend water te maken......

Interferentie met 'andere' golfsystemen, tsja, dat kan altijd gebeuren, maar staat volgens mij buiten deze discussie.....
wel interessant natuurlijk: interferentie wordt al eeuwen gebruikt om golven te dempen. Dit plaatje is de haveningang van Medemblik, open naar NO. Uit die richting kunnen golven opbouwen vanaf Makkum, 20 mijl.
De versprongen (1/2 golflengte) pieren zorgen voor 100% uitdoven van de golven in de Oosterhaven!

he waar is je bericht nu gebleven nachtvlinder?

ik had dit in de pen:
Nachtvlinder schreef :
Mee of tegen is 2 maal 3 kts, een hele B verschil. Dat is echt wel een merkbaar verschil, ook op stilstaand water.

De 'sterk toegenomen' steilheid is vooralsnog een subjectief gegeven. Hebben we daar ergens meetgegevens van?

De voorbeelden van Nico en Ad:
Ad heeft het over spiegelglad water bij 1,5 kts stroom. Over de wind zegt hij niet veel. Misschien woei het ook wel 1,5 knoop True, met de stroom mee? We weten het niet.....
Nico's voorbeeld ga ik zo weer even lezen.

Mijn grootste issue: niemand heeft nog een theorie (laat staan bewijs) geleverd voor een invloed van stroming op golfvorm (hoogte, steilheid) in een situatie zonder 'obstakels onder water'.
Die bak water beweegt gewoon, de golf zit erin en gaat braaf mee met de beweging, geen enkele energie-overdracht. Het is net als ons meedraaien op de aarde: we doen in 24 uur 40.000 km afstand (op de evenaar), en we merken er niets van......

Baasklusje:

Ik stond op het punt af te haken, maar vind het eigenlijk veel te leuk en interessant, vandaar verwijderd...

Maar vergeet die "bak water die tegen de wind in getrokken wordt" nu even, het ligt echt ingewikkelder...
Baasklusje schreef :
Het gaat over een instationair gebied: de golfjes worden bijvoorbeeld opgewekt op de Bollen (weinig stroom) en lopen naar een gebied met méér stroom. Pas dáár wordt de golflengte korter.
Baasklusje schreef :
Naarmate een golftreintje over een grotere afstand reist, verandert het karakter meer in een deining: vergelijk swell op zee afkomstig uit een verre, oude storm: snelheid is nog steeds hoog, lengte neemt toe en hoogte neemt af
Baasklusje schreef :
Wél wanneer de golftreintjes uit een bovenwinds gebied komen waar andere stroming heerst. Als er bovendien turbulente stroming heerst wordt niet élke golf "ingedrukt" maar is dit afhankelijk van de lokale wervels.
Baasklusje schreef :
Niet persé als we de "choppy" condities proberen te verklaren, waar dit topic over gaat. Bij een turbulente stroming zullen sommige golven ingedrukt worden (kortere lengte en hoger) en andere minder of misschien wel helemaal niet. Tel hierbij op het door jou genoemde windeffect en je hebt zomaar twee systemen door elkaar wat tot een chaotisch beeld kan leiden.
Baasklusje schreef :
Mooi stuk engineering!

Baasklusje schreef :
Thomas, (en anderen),

Kijk even naar mijn antwoord een paar berichtjes hoger. Daar geef ik precies zo'n situatie aan...

Erik

Erik, had ik gelezen en geen commentaar (mee eens dus)

Boel eigenwijsheid hier (inclusief mijzelf)

Nachtvlinder schreef :
En ik wilde alleen maar naar Zierikzee varen

ok,

zoiets:

- het begint met meer of minder wind over het water (door tegen- resp mee-stroom)
- daar komen hogere resp lagere golfjes van
- onder water is de boel wat turbulent door hobbels, bobbels, versmallingen en verbredingen
- dat heeft een invloed (remmend of versnellend) op het wind-opgewekte golfsysteem
- sommige golven worden daardoor hoger, andere juist lager
- het algemene beeld wordt wat rommeliger, steilere maar zeker ook vlakkere stukken
- het totaal van de golven (de gemiddelde golf) heeft geen invloed van die waterturbulentie, want de gemiddelde golf beweegt gewoon met de bak water mee.

Er is volgens mij wel degelijk sprake van een golfsysteem dat tegen de stroom in loopt. De golven zijn er immers al, ook voor de kentering van de stroom, en bewegen zich een een bepaald richting. Als de stroom na die kentering tegen de golven in gaat bewegen krijg je te maken met energy bunching (een variant op het bewegen van golven van diep naar ondiep water) waar bij de golf energie horizontaal gecomprimeerd wordt. Die moet ergens heen, en dat uit zich in een grotere amplitude van de golf.

Voor de leukheid nog een plaatje:

snelem schreef :
volgens mij heb jij het alleen over de invloed van stroom tegen wind (en dus golven). Dat geloof ik helemaal.

Zeg jij ook dat de golven beinvloed worden door het feit dat de hele bak water beweegt (geheel onafhankelijk van de wind)? Dat lees ik niet in je verhaal.

Zal nog eens zoeken naar metingen, ben ook wel benieuwd welk stuk nu subjectief is en wat meetbaar is. We hebben een boel historische meetgegevens langs de kust en tijstroom is ook terug te vinden...

Issue is wel dat dit alleen over (significante) golfhoogtes gaat, de uitschieters en golflengte zijn vast niet beschikbaar

Edit:
@Bant: Duidelijk, meer bewijs lijkt me niet nodig, mede gezien de algemene ervaring die we hebben met het fenomeen beschreven in dit topic. Uit welk boek komt die scan? Dat blauwe boek "meteorology and oceanography? Erg interessant allemaal en best complex...

Bant schreef :
interessant punt!

een concreet voorbeeld:
- Texelstroom
- Oostenwind 6B steekt op uit het niets.
- Eb loopt met 3 kts.

Dus wind met de stroom mee.
Golfjes zullen opbouwen maar blijven zeer beschaafd

- Dan wordt het vloed.
- Wind blijft Oost 6B
- de kleine golfjes worden een stuk groter.

maar waarom dan wel?
Je zegt dat de golven zich in een bepaalde richting bewegen (van oost naar west in dit geval).
Maar dat doen ze volgens mij niet. Een golf is een draaiend 'wiel' in het water dat nergens heen beweegt. De bovenkant gaat met de wind mee, de onderkant (3/4) de andere kant op. In dit geval gaat de hele golf eerst met de eb naar zee, later met de vloed het Wad op.
En die onderkant draait nu met de vloedstroom mee, de kam tegen de wind in....

Schiet maar indien nodig...

een golfsysteem dat een een gebied met tegenstroom inloopt, zal een kortere golflengte krijgen en daardoor steiler en hoger worden.

De wind zal ook in het stroomgebied zelf golven opwekken met een bij die windsterkte behorende specifieke golflengte en hoogte. Deze zal echter niet gelijk zijn aan het gewijzigde inkomende golfsysteem. De combinatie (interferentie)van beide golfsystemen geeft de rommelige steile zee.

Zeilzin schreef :
golfsystemen lopen niet, die gaan alleen mee met de heersende stroom.
ze lopen dus nooit een gebied in, ook niet een met tegenstroom.

nl.wikipedia.org/wiki/Oppervla..._(vloeistofdynamica)

genoeg geschoten?

Joepie we zijn het eens!
Baasklusje schreef :
Er wordt netto inderdaad geen water verplaatst, maar is is wel degelijk sprake van een lopende golf, zo noemen we dat. Een touw-eind wat je heen en weer beweegt (en elk deeltje in dat touw) blijft netto ook op dezelfde plek, maar ook dit is een zich verplaatsende golf.

Maar het gaat dus inderdaad om veranderingen in de stroming, dit is wat ik bedoelde met het instationair gebied. De verandering kan zijn een kenterende stroom, een lokaal turbulente stroom maar ook een golftreintje dat vanuit een plaat in dieper, sneller stromend water beland.

Bij golven verplaatst het water zich niet. Elk waterdeeltje geeft wel zijn energie door aan een naastliggend waterdeeltje. Je krijgt een transversale golf en deze verplaatst zich met de golfsnelheid.

www.natuurkunde.nl/artikelen/view.do?supportId=74

Baasklusje schreef :
Een golf beweegt zich in een bepaalde richting, netto beweegt het water uiteraard niet, golf-energie echter wel. Deze wordt aan het einde van de rit aan lagerwal omgezet in warmte ed door kapot te slaan in de branding. Die energie is wat er gecomprimeerd wordt!

Hier nog nog een stukje text dat het misschien beter uitlegt: