Tuul ja lained on head tuttavad kõigis rannikuriikides. Siiski teame neist ikka veel päris vähe. Eriti sellest, mida ja kuidas teevad lained rannikuga. Muidugi oskame joonistada tuuleroose ja lainekõrguse diagramme ning arutleda selle üle, kuidas kliimamuutus neid mudib. Nii on näiteks edelatuuli viimastel aastakümnetel saanud rohkem.

Mõnel tuulel on eesti keeles lausa oma nimi või siis ilmakaar. Vesikaar on tuntud sünonüüm edelale. Eks ikka seeõttu, et suurem jagu vihma tuleb meile selle kaare tuultega. Kui vihm hakkab vaibuma, pühib loodetuul ehk taevaluud pilvedki minema. Nüüd teame, et see järgnevus peegeldab lihtsalt seda, kuidas on meie kanti külastavad tsüklonid ehk madalrõhkkonnad ehitatud ja mis moel nad üle meie liiguvad.

Okkaline tuuleroos

Tuuleroosid tunduvad enamasti üsna ümmargused, sest sinna joonistatakse kõik tuuled, päris õrnadest õhu liikumistest kuni marutuulteni välja. Vesikaare ja taevaluua roll meie kliimas ilmneb märksa paremini siis, kui vaatame eraldi tugevamaid tuuli. Siis on meie kandi Läänemere avaosas tuuleroos üsna okkaline. Üks suur ja lai okas tähistab edela- ja lääneedela tuuli ja teine, märksa kitsam okas, märgib loode- või põhjaloode tuuli.

Kuigi põhjaloode tuuli esineb harvem, on need pikas plaanis meie piirkonna kõige kangemad tuuled. Seda ütles meile matemaatika veerand sajandi eest,[i] kui analüüsisime Saaremaa süvasadama võimalikke asukohti. See teadmine realiseerus 2019. aasta uusaastaüllatusena Soome ja Rootsi vahel, kui 10 minuti keskmine tuule kiirus oli esimese kategooria orkaani tasemel ehk 32,5 m/s.[ii]

Seda laadi esitlus, mis seab esiplaanile tugevamad tuuled, sobib märksa paremini just nende tuulte kirjeldamiseks, mis tekitavad suurema osa kõrgetest lainetest. Seda lihtsalt seetõttu, et jämedalt on lainekõrgus võrdeline tuule kiiruse ruuduga ja väga nõrk tuul, mis on ometi tuuleroosis esindatud, ei pane liikuma ei veepinda ega tuugenit.  

Lainete energia on omakorda võrdeline lainekõrguse ruuduga. Seega, kui isegi kange tuul puhub kümme protsenti kõvemini, kasvab lainete energia nobedalt ehk ligi poolteist korda. Muidugi mitte kohe ja mitte igal pool, aga sellise kasvuga on tark arvestada.

Tormid töötlevad meie randu väga erinevalt

Meie enamasti valitsevatele tuultele avatud rannad arenevad peaasjalikult lainete mõjul. Energia, mida lained kannavad, on iseenesest skalaarne suurus. Oluline on siin see, et lained kannavad energiat edasi enam-vähem kindlas suunas. Lainete toodud energia kujuneb randa kiiresti uuristavaks peitliks siis, kui see saabub randa sobiva nurga all.

Erinevalt tuugenist ei saa rannajoon oma suunda niisama lihtsalt muuta. Seetõttu töötlevad eri suundadest saabuvad tormid meie randu äärmiselt erinevalt. Mõni lõhub uskumatu kiirusega ja teine hoopis kuhjab. Kõige rohkem sõltub ranna käekäik kõrgete lainete saabumise suunast. Muidugi on oluline ka veetase, lainete perioodid ja see, kas rannas on jääd.

See, et mõned kõige tugevamad tormid tekitavad randadel lõviosa muutustest, on teada aegade algusest peale. Eesti asub veidi kehvas kohas, sest randu ülesehitavat lainetust tuleb meil ette harva. Samuti jõuab jämedalt pool aastasest lainetuse energiast kohale kahe kõige tormisema nädalaga.[iii] Seetõttu on päris tervislik teada, nii oma vara planeerimiseks kui ka ühiskonna rahakoti kaitseks, mis suunast lained meid ähvardavad.

Kust tuuled Eestisse tulevad?

Ei ole vist väga üllatav, et meie randadesse saabub vähemalt 60 protsenti, enamasti 80 protsendi ringis ja mõnes kohas isegi 90 protsenti, lainetuse energiast ühest või kahest võrdlemisi kitsast (±15°) suundade vahemikust. Samas pole me üksi, kuna täpselt sama seis valitseb kogu Läänemere lõuna- ja idarannikul, Swina jõe suudmest üle Kaliningradi, Leedu, Läti, Liivi lahe ja meie ranniku kuni Narva jõeni. Pole ka üllatav, et üks neist suundadest on edelast või lääneedelast ja teine loodest või põhjaloodest.

Natuke ehk ootamatu on, et arvestatava tugevusega põhjaloode tuuli on meil kolm korda vähem kui edelatuuli. Hindasime uuringus tuule tugevust just nende tekitatud lainetuse energia kaudu, mis on ranniku jaoks primaarne suurus. Maakeeli tähendab see, et korralikke loodetuuli puhub meil suhteliselt napilt. Kui taevaluud aga kord puhub, lõõtsub ta üles vesikaare tuultest märksa kangemad lained, mis kätkevad endas lausa kolm korda rohkem energiat.

Läänemere tuulte ja lainete pilt sai selgeks

Läänemere avatud rannikute kujunemise "mootorite" analüüs näitas juba kümmekond aastat tagasi, et 1990. a paiku juhtus midagi meie mere tuulte ja lainete suundadega.[iv] Arvutused näitasid, et domineerivate lainete suund muutus. Ainult Liivi lahes oli pilt segane. Mis seal juhtus, sai selgeks eelmisel aastal.[v] Eks ikka sai oletatud, et kogu tuulte süsteem või mõni selle komponentidest pöördus.

Nüüd saime palju targemaks. Need suunad, kust puhuvad tuuled lõõtsusid üles lõviosa meie mere lainetest, on püsinud paigal kui raudnaelad. Need võbelesid kõige rohkem paari kraadi jagu, mis on pigem mõõtemääramatus kui muutumine.

Selle asemel muutus hoopis vesikaare tuulte ja taevaluudade tasakaal. Peenemalt öeldes jäid vesikaare tuulte sagedus ja tugevus enam-vähem samaks, aga taevaluudasid sai palju vähem. 

Nii et kogu Läänemere tuulte struktuuri kondikava on täpselt sama, mis poole sajandi eest. Ainult et loode- ja põhjaloode tuuli on nüüd vähem. Kuna üks korralik põhjaloode tuul on randade vaatevinklist väärt kolme vesikaare tuult, näeme seda muutust kõige selgemalt liiva- ja kruusarandades, kus varasem tasakaal on kadunud.

Teadlased kirjutavad tulemustest ajakirjas Ocean Engineering.

 [i] Soomere, T., 2001. Extreme wind speeds and spatially uniform wind events in the Baltic Proper, Proceedings of Estonian Academy of Sciences. Engineering, 7(3), 195–211. https://doi.org/10.3176/eng.2001.3.01

[ii] Björkqvist, J.-V., Rikka, S., Alari, V., Männik, A., Tuomi, L., Pettersson, H., 2020. Wave height return periods from combined measurement-model data: a Baltic Sea case study. Natural Hazards and Earth Systems Sciences, 20(12), 3593–3609. https://doi.org/10.5194/nhess-20-3593-2020

[iii] Soomere, T., Eelsalu, M., 2014. On the wave energy potential along the eastern Baltic Sea coast, Renewable Energy 71, 221–233. https://doi.org/10.1016/j.renene.2014.05.025

[iv] Soomere, T., Bishop, S.R., Viška, M., Räämet, A., 2015. An abrupt change in winds that may radically affect the coasts and deep sections of the Baltic Sea. Climate Research, 62(2), 163–171. https://doi.org/10.3354/cr01269

[v] https://novaator.err.ee/1609819710/varske-doktoritoo-uurib-laanemere-rannikute-peidetud-hingeelu