Musta merd Varna järvega ühendavas kitsas sadamakanalis võivad tekkida ootamatult tugevad hoovused ja veetaseme kõikumised, mis ohustavad laevaliiklust ning raskendavad sadama tööd. Mis seda nähtust Bulgaaria suurima sadama ja kuulsa turismipiirkonna järve kanalis põhjustavad, aitasid selgitada Tallinna Tehnikaülikooli teadlased.
Varna järv on Musta merega ühenduses kitsa kanali kaudu. Allikas: Google Maps
Artikkel ilmus teadusportaalis Novaator.
Ehkki lootsid on juba aastaid täheldanud Varna järve Musta merega ühendavas 2,4 km pikkuses ja 300 meetri kanalis tugevaid ja ebaharilikke hoovusi, võtsid akadeemik ja Tallinna Tehnikaülikooli professor Maarja Kruusmaa ja teadur Laura Piho koostöös Varna sadamaga ette nähtuse põhjuste üksikasjaliku mõõdistamise. „Selleks kasutasime Tallinna Tehnikaülikooli biorobootika keskuses arendatud Hydromasti mõõtejaamu, millest kolm registreerisid üheminutiliste intervallidega vee liikumise kiirust, suunda ja veetaset,“ tutvustas Piho uuringute sisu. Huvitavate veeliikumiste selgitamiseks lülitus teadustöösse okeanograafia emeriitprofessor Jüri Elken.
Eesti teadlaste tehtud mõõtmiste suurem eesmärk on aga mõista laiemalt kanalite vooludünaamikat, sest just need teadmised aitavad ka teistel sarnaste probleemidega piirkondadel tõhusalt tegutseda, sh laevu paremini navigeerida, prognoosida tugevate voolude teket ja teavitada kiiresti muutuvatest hoovustest.
Millise avastuseni jõuti?
Eesti teadlaste mõõtmised kinnitasid, et tavapärase mõõduka veeliikumise kõrval võivad Musta mere läänekaldal asuva Varna järve kanalis tekkida mõnekümne minutilise perioodiga tugevad võnkumised. „Ja eriti selgelt just 37- ja 19-minutilise perioodiga võnkumised,“ rõhutas Elken. Eesti teadlaste hinnangul on need seotud kanali ja Varna järve süsteemi resonantsiga, mille puhul võib vee liikumine teatud atmosfääri välismõjude toimel märgatavalt võimenduda.
Uuringu ajal registreeriti kaks erakordselt tugevat sündmust. Esimese puhul algasid veevõnkumised järsult ja kestsid paar tsüklit. Selle põhjustajaks oli meteoroloogiline tsunami, mis võib tekkida siis kui tuulefront liigub madala rannikumere kohal nn resonantskiirusega. Teine oluline sündmus toimus teadlaste sõnul üle viie tunni peale tormi, kui maismaatuule kiirus ulatus 20 m/s. Kümne minuti jooksul ulatusid suurimad hoovuse muutused 0,8 meetrini sekundis ning veetaseme muutused 0,8 meetrini. Autorid toovad välja, et nii tugevad kõikumised muudavad kanali läbimise laevadele juba väga ohtlikuks, häirivad sadamate tööd ja raskendavad laiemalt rannikualade haldamist.
Teadmised kogu maailmale
Uuringu tulemused annavad võimaluse edendada teadmisi vee liikumismustrite kohta, mis võiks toetada sadamate haldamist ja navigatsiooniohutust ning aidata kaasa ka keskkonnamõju hindamisele. Sestap on teadlaste sõnul oluline uurida sündmusi, kus merelahtedes ja kanalites, mis ühendavad merelahti ülesvoolu asuva järve ja jõega, tekivad tugevad hoovused ja alla tunni kestvad resonantsed merepinna muutused.
Elken, Piho ja Kruusmaa rõhutavad, et kui uuringus pakuvad nad välja ka konkreetseid samme rannikumere seire- ja prognoosisüsteemide arendamiseks, näitab teadusartikkel eelkõige seda, kuidas suure ajalise täpsusega mõõtmised koos matemaatilise modelleerimisega aitavad tuvastada ja prognoosida ohtlikke veevõnkumisi, mis võiksid muidu jääda märkamata.
Jüri Elkeni, Laura Piho ja Maarja Kruusmaa teadusartikkel „High current speed events in a harbor channel driven by resonant sub-hourly sea level dynamics: an example from Varna, Black Sea“ ilmus ajakirjas Ocean Science.