Het is de wind

Onderzoekers zijn erin geslaagd de werkelijke oorzaak aan te tonen van een opmerkelijke, periodieke schommeling in de waterhoogten langs de oostelijke kust van de Noordzee. In deze hoogten is – na het in rekening brengen van alle andere, bekende trends en periodiciteiten – een variatie van 14 maanden te onderscheiden. De amplitude van deze variatie neemt noordwaarts gaande toe, om aan de westkust van Denemarken een maximum van 3 centimeter te bereiken. Op de woelige baren een verwaarloosbaar getal, maar bij statistische analyses een onacceptabel verschil dat om een verklaring vraagt.

Aanvankelijk werd gedacht dat deze zeespiegelschommeling een reactie van de zee op de slingerbeweging van de aardas was. Al sinds lang is bekend dat de twee rotatiepolen van de aarde ruwweg in een ellips rond een `gemiddelde pool' draaien. Anders gezegd: de rotatie-as van de aarde slingert langzaam rond zijn figuuras. De uitwijking is aan de polen slechts heel gering, hooguit 15 meter, maar manifesteert zich duidelijk in heel nauwkeurige bepalingen van de geografische breedte van vaste punten op aarde.

In deze slingering zijn drie perioden te onderscheiden: van 12 maanden, 14 maanden en 30 jaar. De periode van 14 maanden, de zogeheten Chandlerperiode, is gelijk aan de periode van de oscillatie in de Noordzee en dat deed de gedachte opkomen dat hij er ook de oorzaak van zou zijn. Theoretisch onderzoek heeft echter aangetoond dat dit poolgetij een amplitude van hooguit enkele millimeters zou hebben, terwijl langs de Duitse Bocht variaties van 3 centimeter worden gemeten. Ook het toenemen van de amplitude in noordwaartse richting kon zo niet worden verklaard. Dit leidde tot de theorie dat dit zwakke poolgetij misschien door een resonantieverschijnsel werd versterkt, maar ook daar werden weer grote vraagtekens bij gezet.

In de afgelopen jaren is men meer aan een meteorologische oorzaak gaan denken. Onderzoekers hebben ontdekt dat het klimaat boven de Noordzee in belangrijke mate wordt beïnvloed door veranderingen in het `windveld' boven het noorden van de Atlantische Oceaan. Verder is ontdekt dat dit windveld in een periode van ongeveer 14 maanden in samenhang met het zeeniveau in het Noordzeebekken fluctueert. Het was echter niet duidelijk of dit variërende windveld – en vooral de variërende westenwinden – in staat zou zijn in zijn eentje de gemeten periode en amplitude van de zeespiegeloscillaties te kunnen veroorzaken.

De Amerikaanse geofysicus William O'Connor en zijn collega's zijn dit nu nagegaan met behulp van een oceaanmodel dat een realistische geografie en topografie van de zeebodem bevat. De onderzoekers gebruikten gegevens van de National Centers for Environment Prediction uit de periode 1958-1997 om de kracht en de uitwerking van het variërende windveld op het bekken van de Noordzee te berekenen. De door deze wind stress forcing veroorzaakte niveauveranderingen werden vervolgens vergeleken met de data van tien getijmeters langs de Noordzeekust.

De computerberekeningen laten nu zien dat de 14-maandelijkse oscillatie van het zeeniveau in het Noordzeebekken volledig kan worden verklaard met de variaties in de sterkte van het windveld boven dit bekken. Het toenemen van de amplitude in de richting van Denemarken blijkt een gevolg van de opstuwing van water onder invloed van de kracht van het windveld. Het zogeheten `poolgetij' in het Noordzeebekken heeft in feite niets te maken met de beweging van de rotatiepool, aldus de onderzoekers in het augustusnummer van het Geophysical Journal International.

De volgende vraag is natuurlijk wat de oorzaak is van de 14 maanden durende oscillatie in de westenwinden boven het noorden van de Atlantische Oceaan. ``Daarop kan nu nog geen ondubbelzinnig antwoord worden gegeven'', zegt William O'Connor desgevraagd. ``De oorzaak moet zijn wortels hebben in de wisselwerking tussen de atmosfeer en de oceaan in dat gebied, mogelijk in samenhang met de Noord-Atlantische Oscillatie.'' Dit is een grootschalige atmosferische fluctuatie die de belangrijkste motor van het weer boven het noorden van de Atlantische Oceaan en West-Europa is.

Dat de periode van de oscillatie van de westenwinden gelijk is aan de periode van de Chandlerslingering van de aardas, is geen toeval. De periodiek variërende winden boven het noorden van de Atlanische Oceaan zorgen namelijk mede voor de instandhouding van deze slingering. De slingerbeweging van de aardas wordt door wrijvingen in het inwendige gedempt en zou zonder impulsen na zo'n 70 jaar zijn uitgedoofd. De verplaatsing van lucht- en watermassa's blijkt er voor te kunnen zorgen dat de aarde steeds wat uit balans en aan het slingeren wordt gebracht, maar ook van dit proces zijn de details nog niet opgehelderd.