Brontekst bekijken van Shoaling

[[File:Propagation du tsunami en profondeur variable.gif|thumb|Shoaling van een golf nabij de kust]]
'''Shoaling''' is het hoger worden van [[Oppervlaktegolf (vloeistofdynamica)|golven]] bij een strand. Een goed Nederlands woord is hiervoor niet beschikbaar.<ref>Eind 19e eeuw werd hiervoor soms het woord ''golfverheffing'' gebruikt, maar dit is niet meer gangbaar. ([https://resolver.kb.nl/resolve?urn=dts:2636026:mpeg21:0002 Golfverheffingen te IJmuiden, De Ingenieur, 23 juni 1900]). Overigens werd in die tijd [[golfoploop]] soms ook golfverheffing genoemd.</ref> Doordat de [[voortplantingssnelheid]] van een golf afhangt van de [[waterdiepte]], gaat die golf steeds langzamer lopen als hij in ondieper water komt. De voorkant van de golf vertraagt hierdoor eerder dan de achterkant, en de golf wordt dus korter. Omdat de energie van een enkele golf gelijk blijft, maar over een kortere lengte verdeeld moet worden, wordt de golf dus hoger.

[[File:Shoaling coefficient as a function of depth.svg|thumb|Shoaling coëfficiënt als functie van de waterdiepte]]
==Wiskundige afleiding==
De vergroting van de golfhoogte wordt aangegeven met de shoaling-coëfficiënt <math>K_s
</math>. Deze is 
:<math>K_s=\frac{H}{H_0}= \sqrt {\frac{1}{\tanh{kh}}\frac{1}{2n}}</math>
Hierin is <math>H</math> de golfhoogte op het gevraagde punt en <math>H_0</math> de diepwatergolfhoogte; <math>k</math> is het golfgetal (<math>k=\frac{2 \pi}{L}</math>), <math>n</math> is de verhouding tussen groepssnelheid en golfsnelheid en <math>h</math> is de waterdiepte. Zie ook bijgaande grafiek. <math>L_0</math> is de [[golflengte]] op diep water, deze is <math>1,56 T^2</math>

De energiestroom van golven naar de kust is

<math>U=Ec_g =Enc =\text {constant}</math>

waarin <math>E</math> de golfenergie is, <math>c_g</math> de groepssnelheid van de golf (dit is ook de snelheid waarmee de golfenergie zich voortplant) en <math>c</math> de lokale voortplantingssnelheid; <math>n</math> is dus de ratio tussen <math>c_g</math> en <math>c</math>. Op diep water is <math>c_g=c</math>, dus <math>n</math>=0,5 , op ondiep water is <math>n</math>=1..

Als we de energiestroom op twee punten vergelijken (die moet hetzelfde zijn, want er gaat geen energie verloren), dan geldt:

<math>U_2=U_1 \rightarrow E_2n_2c_2=E_1n_1c_1 \rightarrow H_2^2n_2c_2=H_1^2n_1c_1</math>

oftewel:

<math>\frac{H_2}{H_1}=\sqrt{\frac{c_1}{c_2}\frac{n_1}{n_2}}</math>

En als voor <math>H_2</math> <math>H</math> ingevuld wordt en voor  <math>H_1
</math> <math>H_0</math>, dan leidt dit tot de formule voor <math>K_s</math>.<ref>{{Citeer boek|titel=Coastal dynamics|auteur=Bosboom, Judith|medeauteurs=Stive, Marcel|taal=en|url=https://textbooks.open.tudelft.nl/textbooks/catalog/book/37|uitgever=TU Delft Open|datum=1 februari 2021|pagina's=pp 172-174|ISBN=978-94-6366-371-7|doi=10.5074/T.2021.001|access-date=1 december 2021|archiefdatum=22 november 2021|archiefurl=https://web.archive.org/web/20211122134126/https://textbooks.open.tudelft.nl/textbooks/catalog/view/37/92/233-1|dodeurl=nee}}</ref>

Volgens deze formules wordt in heel ondiep water de golf oneindig hoog. Dat kan natuurlijk niet, als een golf te hoog wordt t.o.v. de lengte dan wordt deze instabiel en breekt de golf. Dit is de [[Branding (natuurverschijnsel)|branding]]. De shoalingformule is dus alleen geldig zeewaarts van het brekerpunt.

== Tsunami's ==
[[Bestand:FBI tsunami video - Pago Pago parking lot - end.ogv|miniatuur|Tsunami overstroomt een parkeerplaats in Samoa]]
Ook bij een [[tsunami]] treedt shoaling op, en in sterke mate omdat een tsunami een heel lange golf is. Op diep water is de hoogte van een tsunami vrij laag (ordegrootte van een meter), en omdat de golflengte heel groot is (orde 200&nbsp;km), is deze golf visueel niet waar te nemen. De periode van een tsunami is in de orde van een half uur, dat geeft op diep water een voortplantingssnelheid van ongeveer 100&nbsp;m/s. In ondiep water (bijv. 10&nbsp;m) neemt de voortplantingssnelheid af tot ca. 10&nbsp;m/s. De shoalingcoëfficiënt is dan ongeveer 10, dus wordt de tsunami daar 10 meter hoog. Er treedt dus een sterke shoaling op. En omdat de verhouding golfhoogte/waterdiepte dan vrij groot geworden is, krijgt deze tsunamigolf een heel sterk front waardoor die uiteindelijk ook breekt. Dat is de "muur van water" die vaak aan de kust waargenomen wordt.

==Referentie==
{{References}}

[[Categorie:Vloeistofgolven]]