Wave growth at short fetches

SWAN presteert bij korte strijklengtes (typisch 500 – 5000 m) zoals meren en brede rivieren, minder goed dan bij langere strijklengtes. Deltares (2013b) liet voor korte strijklengtes op het IJsselmeer een onderschatting van de golfhoogte zien (in de orde van 15%; waarvan een deel wellicht toe te schrijven is aan meetfout). Dit suggereert een tekortkoming in de parametrisatie van de fysische processen die voor golfgroei zorgen, of fouten in de forcering (wind snelheid) bij dergelijke korte strijklengtes. Om de betrouwbaarheid van de SWAN modelresultaten te verbeteren, hebben we onderzocht welke parameters de golfgroei op korte strijklengtes bepalen. Om te beginnen zijn golfhoogtemetingen langs een dwarsraai op het IJsselmeer vergeleken met een aantal empirische groeikrommes (o.a. Kahma en Calkoen (1992) voortaan KC92 genoemd). De resultaten geven aan dat voor gelijke dimensieloze strijklengtes de metingen een grote variatie in dimensieloze golfhoogtes vertonen. Dit kan voor een deel worden toegeschreven aan meetfouten en de vereenvoudiging van windsnelheid tot één moment in tijd en één lokale waarde. Echter, het impliceert mogelijk ook dat andere parameters dan de gebruikelijke windsnelheid en strijklengte gebruikt zouden moeten worden om golfgroei bij korte strijklengtes goed te schalen. Daarnaast blijken de metingen bij korte strijklengtes over het algemeen boven de empirische groeikrommes te liggen. Dit verklaart de onderschatting in de SWAN resultaten, aangezien SWAN is afgeregeld aan de hand van de KC92-groeikromme. De rol van een aantal parameters die invloed kunnen hebben op golfgroei is onderzocht (golfleeftijd, golfsteilheid, windsnelheidsgradiënten in tijd, vlagerigheid (gustiness) en stabiliteit van de atmosfeer). Gustiness en golfsteilheid verklaren een deel van de spreiding in de golfmetingen, waarbij steilere golven en meer vlagerigheid tot grotere golfhoogtes leiden. Bovendien is de invloed onderzocht van variaties in het windveld en ook de gevoeligheid voor numerieke en fysische modelinstellingen. Hiertoe zijn hoge resolutie windvelden van HARMONIE en WRF gebruikt om drie recente stormen na te rekenen en de resultaten zijn met metingen vergeleken. De kwaliteit van de windvelden bleek onderling vergelijkbaar, en grovere versies van deze windvelden leidden niet tot significante verschillen in wind noch in de prestaties van het golfmodel. Bovendien bleek dat indien SWAN wordt aangedreven met de schuifspanningssnelheid de golfgroei alleen bij heel korte strijklengtes toenam terwijl verder van de kust geen duidelijke effecten waarneembaar waren. Daarnaast is golfgroei op korte strijklengtes bestudeerd door verschillende fysische formulering en numerieke instellingen toe te passen. Vergelijkingen met tijdsafhankelijke simulaties voor deze stormen tonen aan dat de stationaire simulaties dezelfde resultaten geven.