Oppervlaktegolven

Oppervlaktegolven zijn golven zoals deze voorkomen op het wateroppervlak. Het karakter van golven op een wateroppervlak hangt af van de verhouding tussen de golflengte <math>\lambda</math> en de waterdiepte h. De golflengte is de afstand tussen (bijvoorbeeld) twee opeenvolgende golftoppen. De onderstaande uitleg gaat er vanuit dat golven als een lineair verschijnsel beschreven kunnen worden. Dit is een redelijke aanname, mits de golfhoogte klein is in verhouding tot de golflengte.

Ondiep water golven

Wanneer de waterdiepte veel kleiner is dan de golflengte, zijn het ondiep water golven, en gaan ze met een snelheid <math>c=\sqrt{gh}</math> waarbij <math>g=9.81~ms^{-2}</math> de zwaartekrachtsversnelling is, en h de waterdiepte. Dit is het geval bij getijgolven, en golven die op het strand of een zandplaat lopen. Ondiep water golven worden beschreven door de ondiep water vergelijkingen, ook bekend als Saint Venant vergelijkingen.

Diep water golven

Is de golflengte veel kleiner dan de diepte, dan voldoet de golfsnelheid aan <math>c^2 = \frac{g \lambda}{2 \pi}</math>. Dit is het geval bij golven die je op de Atlantische oceaan tegen komt, en de meeste golven op de Noordzee. In dit geval is de golfsnelheid afhankelijk van de golflengte, en treedt dus dispersie op. De groepssnelheid is in dit geval de helft van de fasesnelheid, dus een plek waar de golven hoog zijn, gaat half zo snel als de golven er in. Meestal gaan de golven iets sneller dan de boot, en gaan plekken met hoge golven dus een stuk langzamer. Als er achter je heel hoge golven zijn, dan komen die niet meer bij jou uit. Als je hoge golven wilt ontwijken, moet je voor je kijken.

Hoge golven

Plekken in Europe waar spectaculaire golven veel voorkomen zijn Biarritz, waar de golven vanuit de golf van Biskaje op het strand beuken, en de Severn (bij Wales), waar hoogwater laagwater inhaalt en het getij dus als een twee meter hoge muur van water door het landschap raast.

Wanneer de wind en stroom tegengesteld zijn, noemt men deze situatie "wind tegen stroom". Er kunnen dan steile, hoge golven ontstaan.

Wanneer golven van diep naar ondiep water gaan, neemt de golflengte af, en de golfhoogte toe. Dit is de belangrijkste reden waarom je op zee zandbanken ontwijkt. Een goede vuistregel is, dat wanneer de waterdiepte minder wordt dan twee keer de golflengte, dit effect merkbaar wordt. De golven gaan zich dan gedragen als ondiep water golven. Het produkt van golfsnelheid en golfhoogte blijft constant, en de verhouding tussen golfsnelheid en golflengte blijft constant. Neemt de diepte met een factor 4 af, dan worden de golven twee keer zo hoog en wordt de golflengte gehalveerd. De steilheid van de golven is dus omgekeerd evenredig met de waterdiepte, wanneer golven in ondieper water komen.

Wanneer je er vanuit gaat dat golven elkaar niet beïnvloeden, kan je door het spectrum van de golven te meten, berekenen hoe vaak monstergolven, extreem hoge golven, voorkomen ten gevolge van superpositie. Metingen vanuit boorplatforms hebben echter uitgewezen dat monstergolven veel vaker voorkomen. Blijkbaar beïnvloeden golven elkaar wel enigszins, zoals al eeuwen bekend is, en is die beïnvloeding relevant, wat een vrij recente ontdekking is. Dit is een actief onderzoeksveld.