WKN Weer, Klimaat en Natuurrampen
Lees alles over het onstuimige weer op onze planeet, volg orkanen en tornado's, zie hoe vulkanen uitbarsten en hoe Moeder Aarde beeft bij een aardbeving. Alles over de verwoestende kracht van onze planeet en tal van andere natuurverschijnselen.
Wat is een tsunami ?
Een tsunami, een Japanse samenstelling van tsu (haven) en nami (hoge golf), is een verwoestend natuurverschijnsel waarbij een vloedgolf uit de zee met een enorme kracht het land overspoelt.
Een tsunami ontstaat als er in zeer korte tijd een grote hoeveelheid water vertikaal verplaatst wordt. Dit gebeurt bijvoorbeeld als er een aardbeving in de korst onder de oceaan plaatsvindt, én als die aardbeving een vertikale bodembeweging veroorzaakt. Een aardbeving waarbij de twee aardplaten alleen langs elkaar schuiven zal geen tsunami veroorzaken.
Direct na de aardbeving ontstaat er op de oceaan een golf met een hoogte die overeenkomt met de verticale beweging van de oceaanbodem. Deze golf heeft een golflengte die tot honderden kilometers kan oplopen. De golf verplaatst zich met een snelheid die bij benadering kan worden berekend door de wortel te nemen van het product van de valversnelling en de diepte van de oceaan ter plaatse. Voor een oceaan van 5 kilometer diep is dat dus een snelheid van 220 meter per seconde of 800 kilometer per uur. Het lijkt bijna een onwerkelijk grote snelheid te zijn, maar dit is de fasesnelheid, de snelheid waarmee de golftoppen zich voortbewegen. De snelheid van het water zelf, de deeltjessnelheid, is hier maar een kleine fractie van. Voor een golf met een periode van 300 seconden en een uitwijking van één meter is de grootste deeltjessnelheid ongeveer 2 cm per seconde.
Aanvankelijk neemt de hoogte van de golf af doordat de golf zich snel over een groot gebied verspreidt. Schepen op zee zullen dan ook vrij weinig van een tsunami merken. De golfhoogte neemt pas weer toe wanneer de golf de kust nadert. De toename van de hoogte is het gevolg van de wetmatigheid dat bij een ondieper wordende oceaan de golfsnelheid afneemt. De afnemende snelheid leidt er vervolgens toe dat ook de golflengte kleiner wordt. Wanneer het volume van het verplaatste water als constant aangenomen wordt, dan kan het dus niet anders dan dat de golfhoogte enorm gaat toenemen. Daarmee kan een tsunami, die midden op de oceaan misschien nog maar 50 centimeter hoog was, aangroeien tot een vele meters hoge, alles verwoestende golf bij de kust.
Het aangroeien van de golf wordt enigszins getemperd doordat in werkelijkheid niet alle golven even snel lopen. De snelle golven lopen voorop en hebben de grootste golflengtes, kortere golven komen achteraan. De golfenergie verspreidt zich dan over een groter gebied. Dit wordt ook wel dispersie genoemd en deze dispersie is er de oorzaak van dat niet één golf de stranden bereikt maar dat een hele "golftrein" ontstaat. De eerste golftop hoeft als gevolg hiervan niet meer de hoogste top te zijn. De spreiding van de verschillende golflengtes is vooral een kenmerk van diepwatergolven, golven waarvan de golflengte kleiner is dan de diepte. Wanneer een steen in een diepe vijver wordt gegooid is goed te zien dat de lange golven de snelste zijn. Tsunamigolven in de oceaan zijn paradoxaal genoeg ondiepwatergolven door hun extreem grote golflengte, maar hebben ook een klein beetje de karakteristiek van diepwatergolven. Zij bevinden zich in het overgangsgebied tussen de twee golftypes.
De beschrijving van mensen dat de zee zich eerst terugtrok (vissen lagen te spartelen op het strand) en daarna terugkwam met steeds hogere golven kan dus fysisch goed verklaard worden. Maar het is een mythe dat altijd een golfdal als eerste aankomt. Of er eerst een golfdal of eerst een golftop aankomt hangt vooral af van wat er in het epicentrum voor bewegingen zijn opgetreden.
De tsunami van 26 december 2004
Ondanks dat de aardbeving van 26 december 2004 bij Sumatra de grootste aardbeving was sinds 1964, heeft de aardbeving in directe zin relatief weinig schade veroorzaakt. De desastreuze gevolgen kwamen van de tsunami die op de beving volgde.
De tsunami is niet alleen verwoestend geweest op land maar heeft ook op de zeebodem schade aangericht. Dat komt omdat de beweging van het water bij tsunami niet alleen verticaal is maar ook een horizontale component heeft. Dat geld ook voor andere watergolven, zoals gewone zeegolven die door de wind aangedreven zijn. In deze golven maken de waterdeeltjes een cirkelvormige beweging in het verticale vlak waarbij de bewegingsrichting in de top van de golf voorwaarts is. De grootte van de cirkelvormige golfbeweging neemt snel af met de diepte. Bij een diepte van een halve golflengte is de beweging nog maar 4% van die aan het zeeoppervlak. Bij een golf van een tsunami zijn de golflengtes zo groot dat de beweging reikt tot aan de zeebodem. Daarom is de beweging ook niet meer cirkelvormig, maar heeft die de vorm van ellipsen die met de diepte steeds platter worden omdat de verticale beweging wel sterk afneemt maar de horizontale beweging ongeveer constant is. Dit resulteert in een beweging die op de zeebodem grote horizontale waterverplaatsingen laat zien, waardoor alles wat los en vast zat meegenomen wordt.
Een ander opmerkelijk verschijnsel bij de tsunami van tweede kerstdag was dat de golfhoogtes die werden gerapporteerd zeer verschillend waren, zelfs bij gebieden die relatief dicht bij elkaar liggen. Een goede verklaring zou kunnen zijn dat de details van de waterdieptes voor de kust van groot belang zijn. In de delen die minder diep zijn reizen de golven langzamer. Dit heeft tot gevolg dat de golven juist naar die ondiepe delen toegebogen worden. De ondieptes fungeren als het ware als grote lenzen die de golfenergie kunnen concentreren. Dit is ook de reden waarom brandinggolven aan de kust altijd loodrecht op de kustlijn binnen komen.
Wanneer goede dieptekaarten voorhanden zijn, kan voor de toekomst een goede schatting gemaakt worden van de te verwachten golfhoogtes van volgende tsunamis. Dit is een belangrijk gegeven voor het treffen van veiligheidsmaatregelen in die gebieden die het meest kwetsbaar zijn. Het minste wat we kunnen doen om mensenlevens te sparen is daar borden neer te zetten en vluchtroutes aan te geven.
Op 28 maart 2005 was er wederom een aardbeving vlak voor de kust van Sumatra, maar deze veroorzaakte een tsunami die veel minder groot was dan de tsunami in december. De oorzaak is vermoedelijk dat niet alleen de aardbeving minder sterk was (M = 8,6), maar ook dat de verticale component van de beweging veel kleiner was. Seismische metingen hebben laten zien dat de eerste beving een verschuiving had met een hoek van ongeveer 13 graden ten opzichte van het horizontale vlak, terwijl dit bij de tweede beving 7 graden was.
Een krachtige aardbeving voor de kust van Zuid-Amerika kan een tsunami veroorzaken die zich over de gehele Grote Oceaan voortplant. In kustgebieden van veraf gelegen landen kan dan nog aanzienlijke schade worden aangericht. Op 22 mei 1960 vielen meer dan 200 slachtoffers in het kustgebied van Japan door een vloedgolf die het gevolg was van een zeer krachtige aardbeving voor de kust van Chili.
Ook flinke uitbarstingen van in zee gelegen vulkanen kunnen vloedgolven veroorzaken. Door de uitbarsting van de Krakatau op 26 augustus 1883 ontstond een vloedgolf van 36 meter hoog, waardoor er op Java en Sumatra meer dan 36.000 slachtoffers vielen.
Historische tsunami's
Lissabon, 1755. Verwoestende zeebeving, die gepaard ging met een 20 meter hoge vloedgolf.
Japan, 22 mei 1960. Meer dan 200 slachtoffers in het kustgebied van Japan door een vloedgolf die het gevolg was van een zeer krachtige aardbeving voor de kust van Chili.
Java en Sumatra, 26 augustus 1883. Door de uitbarsting van de Krakatau ontstond een vloedgolf van 36 meter hoog, waardoor er meer dan 36.000 slachtoffers vielen.
Een schematische tekening van een tsunami. Het is goed te zien dat de golven bij de kust hoger worden.
Deze tekening laat zien hoe golven naar de kust toe buigen bij ondieptes.
De maximale waterhoogtes die zijn bereikt door de tsunami. Hoe roder de kleur hoe hoger de golfhoogte is geweest. Aan de oostkust van Sri Lanka en India is goed te zien dat de golfhoogte stijgt zodra de kuststrook wordt bereikt. (Bron: INGV)
Een tsunami, een Japanse samenstelling van tsu (haven) en nami (hoge golf), is een verwoestend natuurverschijnsel waarbij een vloedgolf uit de zee met een enorme kracht het land overspoelt.
Een tsunami ontstaat als er in zeer korte tijd een grote hoeveelheid water vertikaal verplaatst wordt. Dit gebeurt bijvoorbeeld als er een aardbeving in de korst onder de oceaan plaatsvindt, én als die aardbeving een vertikale bodembeweging veroorzaakt. Een aardbeving waarbij de twee aardplaten alleen langs elkaar schuiven zal geen tsunami veroorzaken.
Direct na de aardbeving ontstaat er op de oceaan een golf met een hoogte die overeenkomt met de verticale beweging van de oceaanbodem. Deze golf heeft een golflengte die tot honderden kilometers kan oplopen. De golf verplaatst zich met een snelheid die bij benadering kan worden berekend door de wortel te nemen van het product van de valversnelling en de diepte van de oceaan ter plaatse. Voor een oceaan van 5 kilometer diep is dat dus een snelheid van 220 meter per seconde of 800 kilometer per uur. Het lijkt bijna een onwerkelijk grote snelheid te zijn, maar dit is de fasesnelheid, de snelheid waarmee de golftoppen zich voortbewegen. De snelheid van het water zelf, de deeltjessnelheid, is hier maar een kleine fractie van. Voor een golf met een periode van 300 seconden en een uitwijking van één meter is de grootste deeltjessnelheid ongeveer 2 cm per seconde.
Aanvankelijk neemt de hoogte van de golf af doordat de golf zich snel over een groot gebied verspreidt. Schepen op zee zullen dan ook vrij weinig van een tsunami merken. De golfhoogte neemt pas weer toe wanneer de golf de kust nadert. De toename van de hoogte is het gevolg van de wetmatigheid dat bij een ondieper wordende oceaan de golfsnelheid afneemt. De afnemende snelheid leidt er vervolgens toe dat ook de golflengte kleiner wordt. Wanneer het volume van het verplaatste water als constant aangenomen wordt, dan kan het dus niet anders dan dat de golfhoogte enorm gaat toenemen. Daarmee kan een tsunami, die midden op de oceaan misschien nog maar 50 centimeter hoog was, aangroeien tot een vele meters hoge, alles verwoestende golf bij de kust.
Het aangroeien van de golf wordt enigszins getemperd doordat in werkelijkheid niet alle golven even snel lopen. De snelle golven lopen voorop en hebben de grootste golflengtes, kortere golven komen achteraan. De golfenergie verspreidt zich dan over een groter gebied. Dit wordt ook wel dispersie genoemd en deze dispersie is er de oorzaak van dat niet één golf de stranden bereikt maar dat een hele "golftrein" ontstaat. De eerste golftop hoeft als gevolg hiervan niet meer de hoogste top te zijn. De spreiding van de verschillende golflengtes is vooral een kenmerk van diepwatergolven, golven waarvan de golflengte kleiner is dan de diepte. Wanneer een steen in een diepe vijver wordt gegooid is goed te zien dat de lange golven de snelste zijn. Tsunamigolven in de oceaan zijn paradoxaal genoeg ondiepwatergolven door hun extreem grote golflengte, maar hebben ook een klein beetje de karakteristiek van diepwatergolven. Zij bevinden zich in het overgangsgebied tussen de twee golftypes.
De beschrijving van mensen dat de zee zich eerst terugtrok (vissen lagen te spartelen op het strand) en daarna terugkwam met steeds hogere golven kan dus fysisch goed verklaard worden. Maar het is een mythe dat altijd een golfdal als eerste aankomt. Of er eerst een golfdal of eerst een golftop aankomt hangt vooral af van wat er in het epicentrum voor bewegingen zijn opgetreden.
De tsunami van 26 december 2004
Ondanks dat de aardbeving van 26 december 2004 bij Sumatra de grootste aardbeving was sinds 1964, heeft de aardbeving in directe zin relatief weinig schade veroorzaakt. De desastreuze gevolgen kwamen van de tsunami die op de beving volgde.
De tsunami is niet alleen verwoestend geweest op land maar heeft ook op de zeebodem schade aangericht. Dat komt omdat de beweging van het water bij tsunami niet alleen verticaal is maar ook een horizontale component heeft. Dat geld ook voor andere watergolven, zoals gewone zeegolven die door de wind aangedreven zijn. In deze golven maken de waterdeeltjes een cirkelvormige beweging in het verticale vlak waarbij de bewegingsrichting in de top van de golf voorwaarts is. De grootte van de cirkelvormige golfbeweging neemt snel af met de diepte. Bij een diepte van een halve golflengte is de beweging nog maar 4% van die aan het zeeoppervlak. Bij een golf van een tsunami zijn de golflengtes zo groot dat de beweging reikt tot aan de zeebodem. Daarom is de beweging ook niet meer cirkelvormig, maar heeft die de vorm van ellipsen die met de diepte steeds platter worden omdat de verticale beweging wel sterk afneemt maar de horizontale beweging ongeveer constant is. Dit resulteert in een beweging die op de zeebodem grote horizontale waterverplaatsingen laat zien, waardoor alles wat los en vast zat meegenomen wordt.
Een ander opmerkelijk verschijnsel bij de tsunami van tweede kerstdag was dat de golfhoogtes die werden gerapporteerd zeer verschillend waren, zelfs bij gebieden die relatief dicht bij elkaar liggen. Een goede verklaring zou kunnen zijn dat de details van de waterdieptes voor de kust van groot belang zijn. In de delen die minder diep zijn reizen de golven langzamer. Dit heeft tot gevolg dat de golven juist naar die ondiepe delen toegebogen worden. De ondieptes fungeren als het ware als grote lenzen die de golfenergie kunnen concentreren. Dit is ook de reden waarom brandinggolven aan de kust altijd loodrecht op de kustlijn binnen komen.
Wanneer goede dieptekaarten voorhanden zijn, kan voor de toekomst een goede schatting gemaakt worden van de te verwachten golfhoogtes van volgende tsunamis. Dit is een belangrijk gegeven voor het treffen van veiligheidsmaatregelen in die gebieden die het meest kwetsbaar zijn. Het minste wat we kunnen doen om mensenlevens te sparen is daar borden neer te zetten en vluchtroutes aan te geven.
Op 28 maart 2005 was er wederom een aardbeving vlak voor de kust van Sumatra, maar deze veroorzaakte een tsunami die veel minder groot was dan de tsunami in december. De oorzaak is vermoedelijk dat niet alleen de aardbeving minder sterk was (M = 8,6), maar ook dat de verticale component van de beweging veel kleiner was. Seismische metingen hebben laten zien dat de eerste beving een verschuiving had met een hoek van ongeveer 13 graden ten opzichte van het horizontale vlak, terwijl dit bij de tweede beving 7 graden was.
Een krachtige aardbeving voor de kust van Zuid-Amerika kan een tsunami veroorzaken die zich over de gehele Grote Oceaan voortplant. In kustgebieden van veraf gelegen landen kan dan nog aanzienlijke schade worden aangericht. Op 22 mei 1960 vielen meer dan 200 slachtoffers in het kustgebied van Japan door een vloedgolf die het gevolg was van een zeer krachtige aardbeving voor de kust van Chili.
Ook flinke uitbarstingen van in zee gelegen vulkanen kunnen vloedgolven veroorzaken. Door de uitbarsting van de Krakatau op 26 augustus 1883 ontstond een vloedgolf van 36 meter hoog, waardoor er op Java en Sumatra meer dan 36.000 slachtoffers vielen.
Historische tsunami's
Een schematische tekening van een tsunami. Het is goed te zien dat de golven bij de kust hoger worden.
Deze tekening laat zien hoe golven naar de kust toe buigen bij ondieptes.
De maximale waterhoogtes die zijn bereikt door de tsunami. Hoe roder de kleur hoe hoger de golfhoogte is geweest. Aan de oostkust van Sri Lanka en India is goed te zien dat de golfhoogte stijgt zodra de kuststrook wordt bereikt. (Bron: INGV)
|
|
