VESI
lained on tohutu suured liikumised atmosfääris, ka meres, mida me eriti ei tunneta. Näeme neid siis, kui kaks sellist lainet põrkuvad või lõikuvad, tekitades väga suuri keeriseid – tsükloni või antitsükloni. Tol ajal oli selle nähtuse uurimine äärmiselt põnev, sest sellised struktuurid olid maailmameres just äsja avastatud. Kui sai selgeks, et ookean koosneb hulgast keeristest, nii nagu atmosfäärgi, tekkis muidugi teadlastel huvi, miks ja kuidas see kõik toimub ning kuidas seda matemaatiliselt väljendada. Uurimiste üks rakenduslik väljund seisnes selles, et tõestati, et ookeani kihilise struktuuri tõttu toimi- vad seal hoovused nõnda, et algul tekivad tugevad ida-läänesuuna- lised hoovused ja neile lisanduvad mõne aja pärast põhja-lõuna- suunalised hoovused. Ja kui keegi räägib näiteks Golfi hoovuse seiskumisest, siis saame öelda – see ei ole võimalik, matemaatika välistab selle. Kuni üle Atlandi ookeani käivad tormid, voolab ka Golfi hoovus. Hilisemad uurimistööd tulid juba Läänemerele ja Eestile lähemale? Üks kasvas teisest välja, nende ühiseks nimetajaks võib pidada lainete omavahelist energiavahetust – pinnalained ehk tavalised tuulelained vahetavad omavahel energiat nii, et tekivad järjest pikemad lained ja lõpuks tugev ummiklainetus. Ka Rossby lained vahetasid omavahel energiat – ennekõike tekkisid ida-läänesuuna- lised, ookeani kihilisuse tõttu aga ka põhja-lõunasuunalised hoo- vused. Matemaatiliselt on need nähtused sarnased. Kuna Rossby laineid Läänemeres määravas ulatuses pole, siis otsustasime vaa- data, kuidas kujuneb ja millist mõju avaldab siin tavaline pinna- lainetus. Hilisema nobelisti Klaus Hasselmanni juhtimisel loodi um- bes 40 aastat tagasi esimene päris adekvaatne pinnalainete mudel. Sellest inspiratsiooni saades oli suhteliselt lihtne rakendada seda mudelit ka Läänemere oludes. Lisaks motiveerisid seda tööd toona, ligemale veerand sajandit tagasi, transpordiprobleemid. Oli aeg, kui Tallinna–Helsingi liinile tulid suhteliselt kiired laevad, mille tekitatud lained olid mõneti eriskummalised. Teadlaste jaoks seisnes esime- ne küsimus selles, kas need lained on samasugused, mida tuul tekitab või on neis midagi erilist. Et võimalikke erinevusi hinnata, tuli kõigepealt selgeks saada tuule tekitatud lainete omadused – kui pikad, kui kõrged, millises suunas nad enamasti tulevad jmt. Alles seejärel oli mõtet vaadata lähemalt, mis on laevade tekitatud lainete eripära. Tuli välja, et laevade tekitatud lainetus on eriline ja laastab meie rannikut? Jah, laevalained on vahel päris erilised. Kõige suurem eripära seis- neb selles, et üksikud lained ja lainerühmad olid suutelised eksis- teerima pikka aega omaette. Tuule tekitatud lainete puhul on laine- harju väga palju. Kui aga laev tekitab laineid, siis on laineharju mõ- nest mõnekümneni. Eriti spetsiifilise kerega laevad on suutelised tekitama ainult ühe laine. See on justkui mööda merd liikuv kõr- gendik. Selline laine on fundamentaalselt erinev tuulelainetest. Sellised laevalained võivad näiteks omavahel kombineeruda ja kasvatada laine kõrguse neljakordseks. Veepinna kalle sellises kombineerunud laines võib suureneda kaheksakordseks. Selle kaunis šokeeriva ilmingu tõestamise järel õnnestus mul sattuda
teoreetilise füüsika spetsialistide seltskonda. Edasi suutsime näidata, kuidas sellised lained võivad madalas vees tekitada äär- miselt ohtlikke laineid, mida teinekord nimetatakse mõrvarlaineteks.
Mida Eestis, Läänemere rannikul, on võimalik nende teadmistega peale hakata?
Meil õnnestus näidata, et nende lainete mõju saab üsna lihtsalt väl- tida, vähendades laevade kiirust umbes 10% või suunata laevad mere sügavamasse osasse. Lainete iseloom sõltub nii laeva kiiru- sest kui ka vee sügavusest. Neid mõlemaid aspekte ka rakendati. Teine asi, millest aru saime, oli see, et laevade tekitatud lained on tormilainetest palju pikemad. Pikad lained mõjutavad tugevasti merepõhja teatud sügavustel. Nägime, et pikad lained lõhkusid merepõhja ja sealset elustikku kõige intensiivsemalt nelja kuni kaheksa meetri sügavusel, kuhu tormilained ei jõua. Nii tekib mere- põhjas kaheastmeline pinnase liigutamine. Kiirlaevade lained liigu- tavad setteid ära suhteliselt sügavamates kohtades. Mõne aja pärast toovad tuulelained sinna n-ö täiteks rannast peenemat settematerjali. See on muide tänaseni üks olulisemaid argumente, miks ei lubata laevadel väga suuri laineid tekitada muidu suhteliselt vaiksetel merealadel. Seega on laevaliiklusel väga mitmetahuline keskkonnamõju. Näeme küll selle tulemusi, aga ilma matemaatikata ei saa aru, miks see nii toimub. Meie käest tellitakse sageli arvutusi, milline võiks olla laevade kiirus mõnel konkreetsel laevateel, et selle keskkonnamõju oleks võimalikult väike. Seega, laevateede planee- rimisel ja nende keskkonnamõju hindamisel on arusaamine laeva- lainetest vältimatu ning kriitilise tähtsusega. Millised väljakutsed seisavad praegu rannikumere uurijate ees? Viimasel paaril aastal oleme püüdnud aru saada, milliste seaduste järgi käituvad ülikõrged ja väga madalad veetasemed. Oskame neid teatud määral prognoosida ja teame, mis neid tekitab. Oleme püüd- nud minna seda tüüpi rehkendustest kaugemale, struktuursele tase- mele ning küsida lihtsat küsimust – kas näiteks Pärnus või Narva- Jõesuus on kõige hullem stsenaarium juba ära olnud või on tuleviku- tormides oodata veel palju hullemaid ilminguid. Selle taga on taas- kord suhteliselt keerukas matemaatika – üldistatud ekstreem- väärtuste jaotus. Sellel on kolm parameetrit. Üks neist ütleb meile, mida on tulevikus oodata. Oleme taolisi asju rehkendanud kogu Läänemere jaoks. Tundub, et Eesti on suhteliselt heas olukorras selles mõttes, et midagi palju hullemat senisest ei ole tarvis oodata. Küll aga tundub, et Leedu, Kaliningradi oblasti ja natukene ka Läti ranniku osas tuleb olla valmis veel märksa hullemate stsenaariumite tulekuks. Kuna tegemist on tõenäosusliku arvutusega, siis need stsenaariumid ei pea realiseeruma, ent tõenäosus üsna hulludeks üleujutusteks on sealkandis üsna suur. Kogu see töö on seotud ka üldise vajadusega hinnata, kui tundlikud on meie rannad ja sadamad loodusnähtuste suhtes. Kuidas mõjutab Läänemerd siin toimuv tohutult tihe laevaliiklus? Tõsi, üle Läänemere käib ligikaudu kuuendik kogu maailma mere- transpordist. Seda on rohkem kui Suessi kanalis. Nendelt laevadelt võib merre paiskuda väga ebameeldivaid substantse. Küsisime liht- sa küsimuse – kas saame sättida laevaliiklust nõnda, et risk
16
TEEJUHT / NR 16
Powered by FlippingBook