Een tsunami aan onze kust

Onlangs maakte Nederland kennis met een bijzonder natuurverschijnsel, de meteorologische tsunami, afgekort meteo-tsunami. Het fenomeen komt hier wel meer voor, maar minder heftig en tamelijk onopgemerkt. Door de toename van extreem weer kan het in de toekomst vaker en in heftiger vormen optreden. 

In de vroege ochtend van 29 mei trok er tussen 5 en 7 uur langs de Zeeuwse en Hollandse kust een plotselinge vloedgolf van zo’n 2 meter hoogte. De golf stond dwars op de kust en verplaatste zich met een snelheid van zo’n 75 kilometer per uur naar het noorden. Op een video-opname van een flatbewoner in Zandvoort, die viraal ging op YouTube, is prachtig te zien hoe de minitsunami zich in noordelijke richting beweegt en veel verder dan de normale branding over de stranden golft.

Je moet er niet aan denken dat zo’n vloedgolf op een zomerse dag over een druk strand spoelt, met kinderen die zandkastelen bouwen op veilige afstand van de vloedlijn of mensen die pootje baden. Ze zouden meegesleurd worden door de golven. Door het vroege uur verplaatste de mini-tsunami op 29 mei vooral strandmeubilair. Alleen op het strand van Rockanje, ten zuiden van de Eerste en Tweede Maasvlakte, aan een normaal rustige baai, richtte de golf behoorlijk wat schade aan. Van kitesurfschool Nextlevel werd een houten gebouwtje losgerukt en moeten de aansluitingen voor water, stroom en riolering vernieuwd worden. De Salsa Beachclub moest zijn terras vernieuwen, omdat de ligbedden werden weggeslagen en beschadigd. Al met al leden de strandondernemers in Rockanje voor duizenden euro’s schade.

Soorten tsunami's

Er zijn vele overeenkomsten met een ‘echte’ tsunami. Ook hier was sprake van lange golven op zee die als ze de kust naderen korter, hoger en gevaarlijker worden, vooral als ze nog eens versterkt worden in havenbekkens en baaien. Het is niet toevallig dat deze mini-tsunami de meeste schade aanrichtte in Rockanje; deze plaats ligt immers aan een baai. Tsunami’s worden meestal in verband gebracht met onderzeese aardbevingen; door plotselinge verplaatsingen van aardschollen ontstaan er aan het oppervlak lange golven. Maar tsunami’s kunnen ook veroorzaakt worden door onderzeese landverschuivingen of vulkaanuitbarstingen (zie tsunami-nummer van Geografie maart 2005 en juni 2007).

De plotselinge waterstandschommeling op 29 mei werd veroorzaakt door een plotselinge, heftige verandering in luchtdruk doordat er een onweersfront passeerde. Daardoor werd een deel van de zee naar beneden gedrukt en een ander deel omhoog, waardoor er een lange golf ontstond (net zoals bij een onderzeese aardbeving). Als die golf zich verplaatst naar ondiepe kustwateren kan deze korter en hoger worden. De verwoestende tsunami na de vierde uitbarsting van de Krakatau in 1883 in Indonesi. werd (waarschijnlijk) voorafgegaan door kleinere (meteo-)tsunami’s die veroorzaakt werden door de schokgolven die de eerste drie uitbarstingen in de atmosfeer veroorzaakten.

Hoe ontstaat een meteo-tsunami? Allereerst moet er sprake zijn van een plotselinge luchtdrukverandering. Dat gebeurt soms bij het passeren van een zich snel verplaatsende, actieve buienlijn: een ‘onweersneus’. Die ontstaat doordat, voor de buienlijn uit, snel opstijgende lucht leidt tot een luchtdrukdaling. In de bui die kort daarop passeert, stort koude vochtige lucht zich naar beneden en dat geeft een plotselinge luchtdrukstijging. Het grote drukverschil op korte afstand veroorzaakt een lange golf aan het zeeoppervlak. Waar de luchtdruk daalt, komt het wateroppervlak ietsje omhoog; waar de luchtdruk stijgt, wordt het wateroppervlak iets naar beneden gedrukt. Dat heet het inverse barometereffect (figuur 2).

In de nacht van 28 op 29 mei ontwikkelde zich tussen een hogedrukgebied boven Oost-Europa en een lagedrukgebied boven het Kanaal, boven Bretagne een actief onweerscomplex met een scherp begrensde buienlijn. Die verplaatste zich langs de kust naar het noorden met een snelheid van 75 kilometer per uur. Dit leidde tot een luchtdrukverstoring van 5 millibar (figuur 3 op pag. 8) en een lange golf van slechts 5 centimeter hoogte. Die golf verspreidde zich vervolgens zoals bij een steen in een vijver.

Zo’n lage, vlakke golf kan geen kwaad. Tenzij hij versterkt wordt. Dat kan gebeuren wanneer de buienlijn/onweersneus zich in dezelfde richting en met dezelfde snelheid verplaatst als de golf. De drukverstoring achtervolgt de golf dan en versterkt deze. Dat heet de Proudman-resonantie.

Als die versterkte golf vervolgens de ondieper wordende kustwateren bereikt, wordt de voortsnellende golf – vooral door de toenemende wrijving met de zeebodem – nog eens versterkt (shelfresonantie). Als de golf dan ook nog een estuarium, baai of havenbekken binnenrolt, kan hij erg hoog worden door topografische resonantie.

Een goed gedocumenteerd voorbeeld daarvan is de meteotsunami die Nagasaki op 31 maart 1979 trof. Het inverse barometereffect bracht op de Oost-Chinese Zee een lange golf van slechts 3 centimeter teweeg; de Proudman-resonantie versterkte die tot een golf van 16 centimeter, die in de kustwateren groeide tot 45 centimeter en uiteindelijk in de haven van Nagasaki tot een golf van maar liefst 4,78 meter. Deze tsunami kostte drie mensen het leven. De hoogst gemeten meteo-tsunamigolf was 5,9 meter hoog (Vela Luka in Kroati., 21 juni 1978).

Specifieke omstandigheden

Een luchtdrukverstoring op zee groeit alleen uit tot een meteotsunami in de volgende, specifieke situatie.

• Er is sprake van een plotselinge, grote luchtdrukverstoring;
• die zich met dezelfde snelheid en in de dezelfde richting beweegt als de door het luchtdrukverschil veroorzaakte lange golf;
• de golf verplaatst zich in de richting van ondiepe kustwateren;
• en koerst recht op een kust, haven of baai aan.

Voor een hoge meteo-tsunami zijn specifieke topografische omstandigheden van belang. Er zijn bepaalde baaien waar dergelijke tsunami’s met enige regelmaat optreden en schade aanrichten. Het verschijnsel heeft dan ook allerlei lokale namen. In het westelijk deel van de Middellandse Zee heet het rissaga of resaca, het Catalaanse woord voor ‘opdrogen’. Op 15 juni 2006 richtte een rissaga in Ciutadella op het eiland Menorca voor tientallen miljoenen euro’s schade aan. Eerst zakte het water in de haven plotseling 4 meter onder het normale peil; de haven viel droog en de touwen waarmee tientallen boten waren aangemeerd, knapten. Enkele minuten later werden ze door een golf van 3 meter boven het normale peil op de kade geworpen. Rissaga’s van een meter komen daar enkele keren per jaar voor; rissaga’s van meer dan 2 meter eens in de vier . vijf jaar. De grootste was die van 21 juni 1984 (4 meter). Daarbij raakten ruim driehonderd boten zwaar beschadigd. Andere plekken waar ze vaak voorkomen en lokale namen hebben, zijn Kroatië (sciga), Sicilië (marubbio), Malta (milghuba), Nagasaki (abiki), Japan (yota) en de Oostzee (Seebär).

Een andere term die in de internationale literatuur gebruikt wordt, is het Zwitsers-Franse woord seiche voor de aanduiding van een specifiek soort golf op het Meer van Gen.ve.

Behalve in zeearmen komen ze namelijk ook voor op grote meren, zoals de Grote Meren in Noord-Amerika. De bekendste is de meteo-tsunami van 1954 op het Michiganmeer, die 3 meter hoog was, grote delen van Chicago onder water zette en vijf doden eiste. Volgens recent onderzoek (2016) naar wat een overlooked hazard wordt genoemd, komen ze hier gemiddeld 106 keer per jaar voor en zal het type storm dat ze veroorzaakt toenemen.

IJsselmeer

In Nederland komen meteo-tsunami’s voor op het IJsselmeer. De bekendste is de rissaga van Lemmer uit 1984. Op 11 juli trok er een hevig noodweer over het IJsselmeer in de richting van Lemmer, dat aan het einde van een baai ligt. Sluiswachter Bootsma en zijn collega Van de Woude zagen het onweer aankomen en in de stilte voor de storm zagen zij het water in de buitenhaven tot hun grote verbazing ineens sterk dalen. Door het snel wegstromende water werden de sluisdeuren van de Riensluis naar de binnenhaven, waar het waterpeil normaal 50 centimeter lager is, open gezogen. Ze konden de ebdeuren uit de tijd dat Lemmer nog een zeehaven aan de Zuiderzee was, nog net op tijd sluiten om grote schade te voorkomen. Wel waren er in de binnenhaven al jachten met hun kiel op de bodem terechtgekomen en scheefgezakt, met de masten tegen elkaar. Nog voordat ze de open gesprongen Riensluis hadden kunnen sluiten, kwam er een golf water terug die de straat achter de sluis 15 centimeter onder water zette. Normaal ligt de straat een halve meter boven de waterspiegel. Even later stroomde het water al weer terug naar het IJsselmeer.

Meteo-tsunami’s van een paar meter zoals op 29 mei 2017 en 11 juli 1984 zijn zeer zeldzaam in Nederland. Wel komen er gemiddeld zo’n acht keer per jaar kleinere voor in de havens van Rotterdam en IJmuiden. In de sluizen bij IJmuiden, de Maeslantkering bij Rotterdam en het ontwerp van dijken is daar ook rekening mee gehouden.

Waarschuwingssystemen

De meteo-tsunami van 29 mei is voor het KNMI en Deltares aanleiding om te onderzoeken of het verschijnsel zich vaker kan gaan voordoen vanwege de klimaatverandering en de mogelijke toename van extreem weer. Volgens de KNMI’14 klimaatscenario’s zal de intensiteit van extreme buien in de zomer toenemen, maar de scenario’s bieden geen houvast voor het antwoord op de vraag of dat ook leidt tot meer buienlijnen met een specifieke snelheid en ori.ntatie, als aanjager van een meteo-tsunami.

Een van de problemen in het onderzoek is het ontbreken van reeksen waarnemingen van waterstanden en luchtdruk met een kort tijdsinterval. Tot nog toe worden waterstanden en luchtdruk om de tien minuten gemeten en bewaard. Voor een goed inzicht in meteo-tsunami’s schieten deze data tekort. De tsunamispecialist van Deltares, Deepak Vatvani, wil daarom extra metingen van luchtdruk en waterstanden met een kortere interval (bijvoorbeeld een minuut) en ook buiten de kustzone, bijvoorbeeld op boorplatforms. Dan kunnen instanties ook tijdig gewaarschuwd worden en kunnen Rijkswaterstaat, KNMI en Deltares een waarschuwingssysteem ontwikkelen. Als de kans op buienfronten en meteotsunami’s in de zomer toeneemt, wil je mensen op het strand tijdig kunnen waarschuwen, vindt hij. Wie weet, wordt er aan de reeks weerwaarschuwingen van het KNMI ooit nog een tsunamiwaarschuwing toegevoegd.

BRONNEN

• Bechle, A., et al 2016. Meteotsunamis in the Laurentian Great Lakes. Nature Scientific Report, 24-10-2016.
• Berg, Reinier van den 2017. Terugblik meteo-tsunami. Geraadpleegd op: http://www.weer.nl/nieuws/detail/2017-05-30-terugblik-meteo-tsunami/
• Floor, K. 2007. Meteotsunami’s. Zenit november. Geraadpleegd op: https://www.keesfloor.nl/art/Meteotsunami.htm
• Jong, J. de 2006. Bijzondere vloedgolf op het IJsselmeer: de Lemster Rissaga. Meteoconsult. Geraadpleegd op: http://archief.weer.nl/?menu=view&cat=onweer&item=lemsterrissaga20082006.wn
• Monserrat, S., et al. 2006. Meteotsunamis: atmospherically induced destructive ocean waves in the tsunami frequency band. Natural Hazards and Earth System Sciences 6: 1035-1051
• Pattiaratchi, C.B. et al 2015. Are meteotsunamis an underrated hazard? Philosophical Transactions A373:20140377.
• Sluijter, R. et al 2017. Meteo-tsunami treft Nederlandse kust. KNMI. Geraadpleegd op: https://www.knmi.nl/kennis-en-datacentrum/achtergrond/meteo-tsunami-treft-nederlandse-kust