Deutsche Hydrografische Zeitschrift

, Volume 45, Issue 2, pp 87–106 | Cite as

An investigation of the phenomenon of double high water or double low water at some harbours

  • Gabriel Godin
Article

Summary

Double high water or double low water results from a subtle interaction between the fundamental and the higher harmonics, which need amplitudes of only a few percents of that of the fundamental, to distort markedly the levels around high water or low water. The fundamental is usually M2, whose harmonics are M4, M6, M8, M10, etc. of order 2, 3, 4, 5. The capacity of a higher harmonic to modulate an extremum depends on the square of its order, thus making the higher order ones much more effective. Contrary to widespread belief, the second harmonic M4 alone, cannot be responsible for the effect since this would require it to have an amplitude exceeding 25% of that M2, which occurs very rarely. The presence of the other harmonics, especially of odd order, which are generated in shallow water by bottom friction, is essential, while theoretically at least, M4 is completely expendable. Such distortions are rarely encountered in nature because the higher harmonics must be either in or out of phase with the fundamental, a very stringent requirement. When double high water, double low water or stands do occur, they should be found in open water, near the coast or in shallow estuaries, not inside rivers discharging fresh water. Theoretical cases are considered as well as the actual conditions prevailing at some European harbours.

Keywords

Actual Condition High Water Fresh Water Shallow Water Open Water 

Eine Untersuchung der Erscheinung von doppeltem Hochwasser oder doppeltem Niedrigwasser bei einigen Häfen

Zusammenfassung

Doppeltes Hoch- oder Niedrigwasser ist auf eine subtile Zusammenführung zwischen der fundamentalen Tide und höheren Harmonischen zurückzuführen. Diese benötigen nur Amplituden von wenigen Prozent der Amplituden der Fundamentaltide, um den Wasserstand in der Nähe von Hoch- oder Niedrigwasser merkbar zu stören. Die Fundamentaltide ist normalerweise die M2-Tide, deren Harmonische M4, M6, M8, M10 usw. der Ordnung 2, 3, 4 und 5 sind. Die Fähigkeit einer höheren Harmonischen, einen Extremwert zu modulieren, beruht auf dem Quadrat ihrer Ordnung, so daß Tiden höherer Ordnung effektiver sind. Entgegen weit verbreiteter Meinung kann die zweite Harmonische M4 für den Effekt nicht allein verantwotlich sein, denn dies würde eine Amplitude von mehr als 25% der M2-Amplitude bedeuten, was sehr selten vorkommt. Das Vorhandensein der anderen Harmonischen, besonders der ungerader Ordnung, die nur in flachem Wasser durch Bodenreibung erzeugt werden, ist notwendig, während zumindest theoretisch die M4-Tide vollständig vernachlässigbar ist. Solche Verzerrungen kommen in der Natur sehr selten vor, weil die höheren Harmonischen entweder in Phase oder außer Phase der Fundamentaltide sein müssen, eine sehr zwingende Forderung. Doppeltes Hoch- oder Niedrigwasser treten nur in offenem Wasser nahe der Küste oder in flachen Flußmündungen auf, nicht innerhalb von Flüssen, die Frischwasser führen. Theoretische Fälle werden ebenso betrachtet, wie aktuelle Erscheinungen an einigen europäischen Häfen.

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Copyright information

© Deutsches Hydrographisches Institut 1993

Authors and Affiliations

  • Gabriel Godin
    • 1
  1. 1.OttawaCanada

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