Hiljuti Tallinna Tehnikaülikoolis kaitstud Maris Eelsalu doktoritöö aitab paremini hinnata lainekoormuse mõju Eesti randadele. Tulemustest võiks tõusta kasu näiteks lainetest roheenergia ammutamisel ja üleujutustest ohustatud piirkondade kindlaks tegemisel.
Läänemere eripärad
"Ligi kolmandik aastasest lainete energiast jõuab Läänemere randadesse kolme-nelja päevaga. Kõrge veetaseme ja aasta tugevaima lainetuse koosmõjul on muutused randades äkilised ja vahest ka päris hirmutavad. Ranna taastumine seevastu võib võtta aga Läänemere lainetuse tingimustes aastaid. Avaookeani rannikul kulub selleks seevastu keskeltläbi mõni kuu," märkis Eelsalu.
Põhjuseid on mitu. Avaookeani randades näeb peaaegu alati ummiklainetust. Need lained on võrdlemisi pikad ja lauged ning saabuvad tihti randa risti. Nõnda on ka setete risti-randa liikumine olulisel kohal. Kui ka mõni suurem torm peaks liiva kuivalt rannalt merre kandma, toob ummiklainetus selle veealusest osast järgnevatel nädalatel randa tasahilju tagasi. Läänemere rannikutel liiguvad seevastu enamik setetest piki randa.
Viimane on tingitud Läänemere lühikestest lainetest, mistõttu jõuavad lained randa suhteliselt suure nurga all. Tormi sündmuste ajel merre uhutud liiv kantakse tihti teise kohta. Kuna randade taastumine nõuab samuti lainetuse aktiivsust, siis Läänemeres napib laineid, mis suudaks setteid uuesti randa kanda. "Aasta saja kõige vaiksema päeva lained toovad aastasest energiast randa vaid tühised ühe protsendi. Läänemere randade taastumine on seega üsna ajakulukas protsess," selgitas nooremteadur.
Laineenergia ebaühtlase voo tõttu pole ka laineenergeetika tulevik siinmail kuigi roosiline. Ehkki Eelsalu analüüsi põhjal ulatub potentsiaalne laineenergia pikaajaline keskmine voog Läänemere idaosas kokku ligi 2 GW-ni, võib ületada tormilainetuse ajal rannikule jõudev laineenergia voog keskmist võimsust kahe suurusjärgu võrra.
Tormilainetus panustab tugevalt ka aasta koguenergiasse, ligikaudu 60 protsenti aastasest energiast saabub rannikule ligikaudu 20 aasta tormisema päeva vältel. "Võime laineenergia konverterid merre panna, aga heal juhul võiksid nad toota seal reaalselt energiat aastas umbes 20 päeva vältel. Selle kasutegur pole väga suur ja ei kujuta ettegi, mitme aastaga see end ära tasub," lisas värske doktor.
Kui meri mässab
Ühtlasi võimaldab töö paremini ennustada, millistes Eesti piirkondades elavad inimesed peaksid arvestama võimalusega, et ühel heal päeval võivad leida nad tüki merd oma koduõuest. Taaskord tuleb mängu Läänemere eripära. Eriti kõrge veetaseme nägemiseks peab omavahel kokku langema mitu sündmust.
Hakatuseks peavad Taani väinade lähistel aset leidma teatud tormisündmused, mis pumpavad Läänemerre suurel hulgal vett. Vahest võib selliste sündmuste tagajärjel tõusta Läänemere kogu veetase tavapärasest kuni meetri võrra kõrgemale ja püsida kõrgel nädalaid või isegi kuid. "Kui sellele lisaks tuleb veel tormiaju tekitav torm, võib see kergitada teatud piirkondades veetaset lisaks kuni meetri võrra. Pärnul võib minna selle tõttu vahepeal üsna kehvasti," tõi Maris Eelsalu näite.
Nooremteadur lisas, et mõnel pool ei suuda laialt kasutatavad tsirkulatsioonimudelid kohalike eripäradega siiani kuigi hästi arvestada. Näiteks Ristnas ennustavad mudelid maksimaalseks veetasemeks ligikaudu 1,3 meetrit, mida võib näha keskmiselt 50 aasta tagant. Mõõtmistulemuste põhjal on küündinud see aga aeg-ajalt kuni kahe meetrini.
"Siit nägimegi, et lainetus võib kõrgetele veetasemetele mõju avaldada ja omakorda kergitada veetaset. On üsna oluline välja selgitada need kohad rannikul, kus kõrge veetase võib esineda samaaegselt kõrgete lainetega. Seda eelkõige rannikualade planeerimise kontekstis," viitas Eelsalu.
Täpsemate ennustuste tegemiseks tuleks kasutada doktoritöö põhjal korraga mitmeid mudeleid, mis tuginevad erinevatel statistilistel meetoditel ja andmetel. Läänemeres pole üheselt teada, milline statistiline lähenemine on eelistatud äärmuslike veetasemete hindamiseks.
Reaalsele maailmale vastava tulemuseni võiks viia nende keskmine projektsioon. Samuti ei tohi selle kõrval ära unustada reaalselt mõõdetud veetasemeid. Suurte lahknevuste ilmnemisel tuleb rohkem tähelepanu kohalikele eripäradele.
Looduse loomulik osa
Loodetormid kõrvale jättes on Eesti põhjarannik tugevate edelatormide ja selles suunast saabuvate kõrgete lainete eest suhteliselt kaitstud. Hoogsamad on rannikuprotsessid Saaremaa-Hiiumaa rannikul, mis on avatud kõige sagedamini nähtavatele tuulte ja lainetuse suundadele. Maris Eelsalu lohutas siiski, et isegi kui kohati võivad suured tormid lemmikrannad peapeale pöörata, ei pruugi olla vana rand lõplikult kadunud.
Hea näide on ikka ja jälle räsida saav Nõva rand. Mõnikord haukab meri sellest sedavõrd suure ampsu, et kohati tekivad paari meetri kõrgused astangud. Eelsalu uuris laserskaneeritud andmete põhjal ranna arengut mitme aasta jooksul. "Nõva tulemused näitasid, et üldjuhul tuleb liiv ilusasti tagasi, kuigi see võib võtta aega mitu aastat. Kuigi pärast tormi nähtav järsak võib natukene hirmutada, on seega lootust, et see ikkagi lõpuks taastub," lisas nooremteadur.
Ühtlasi võivad tulemuste põhjal veidi kergemalt hingata ka maksumaksjad, kelle raha eest supelrandu liivaga täidetakse. Selle ühe näitena jälgis Eelsalu Pirita randa. Laserskaneeritud andmete põhjal paistis, et meri on aastatel 2010–2014 kuivalt rannalt ära kandnud kogu aastatel 2008–2010 juurde toodud liivamassi.
"See viitab, et neil aastatel olid tugevamad tormid ja kõrge veetase nii ulatuslikeks muutusteks piisavad. Kogu seitsmeaastast perioodi analüüsides selgus, et Pirita rannale toodud ja äraviidud liiva hulk on tasakaalus," sõnas nooremteadur. Teisisõnu, kuigi rand võis veidi sisemaa suunas nihkuda, siis süsteemist tervikuna setteid ära ei viidud.
Ranna veealuses osas toimunud muutused võisid olla töö põhjal ligi kaks korda ulatuslikumad, kui võis paista vaid ranna kuiva osa muutusi jälgides. Tegu on siiski veel teoreetilise arvutusega ja mida tuleb kontrollida vahetute mõõtmistega.
Tulevik koputab uksele
Maris Eelsalu nentis, et üleilmse veetaseme tõusu tõttu tuleb rannikuäärse kinnisvara soetamist ja arendamist ühe põhjalikumalt kaaluda. Läänemere lõunapoolsematel rannikutel ületab see juba liustike sulamisele järgnenud maakerget.
Tallinna kandis ja Eesti põhjarannikul tõuseb maa maailmamerest veel paari millimeetri võrra kiiremini, kuid jääb siiski lähitulevikus tõenäoliselt alla veetaseme tõusule. "Veel võib mere äärde maja osta, aga mitte sellele kuigi lähedale, sest kõrge veeseisuga jõuavad ka lained rannal kõrgemale ja võivad osa randa kaasa haarata," sõnas nooremteadur.
Veetaseme ja kliimamuutuste mõju hapra tasakaalupunkti tõttu võivad muutuda ka harjumuspärased rannaalad. "Lained ja tugevad tormid on osa meie rannikust. Me ei peaks üritama ranniku evolutsioonile vastu töötada. Kui mingit piirkonda on vaja ilmtingimata kaitsta, peaksime kaaluma variante, mis randa ei hävitaks ja võimalusel vältima selle betooniga kaitsmist," lisas Eelsalu.
Tutvu doktoritööga Tallinna Tehnikaülikooli digikogus. Eelsalu juhendasid Tarmo Soomere ja Artu Ellmann Tallinna Tehnikaülikoolist. Oponentideks olid Gerd Masselink Plymouthi Ülikoolist ja Luigi Cavaleri Itaalia Mereteaduste Instituudist.
Allikas: ERR
