Läänemere üks peamisi keskkonnaprobleeme on inimtekkeline eutrofeerumine. See tähendab, et merevesi on liigselt toitainetega rikastunud. Tallinna Tehnikaülikooli meresüsteemide instituudi nooremteadur Oliver Samlase sõnul on Läänemere halvas seisundis süüdi eelkõige inimtegevus põllumajanduses ja veepuhastuses: väetised, reoveepuhastusjaamad ning atmosfääri paisatud ja tuultega levivad lämmastikuühendid.

Eutrofeerumine põhjustab vetikate vohamist, vee hägustumist ja orgaanilise aine lagunemisest tingitud hapnikusisalduse vähenemist merepõhja lähedal. See omakorda võib tekitada hüpoksiat ehk madalat hapnikutaset või isegi anoksiat, mis on täielik hapnikupuudus.

Samlase sõnul hinnatakse merekeskkonna seisundit toitainete sisaldust ning eutrofeerumise otseseid ja kaudseid mõjusid kirjeldavate näitajate alusel. Läänemere jaoks on vastavad näitajad kokku lepitud HELCOM-i ehk Läänemere merekeskkonna kaitse komisjonis toimuva teadlaste ja ametnike koostöö tulemusena.

Tallinna Tehnikaülikooli ja Taani Meteoroloogia Instituudi teadlased uurisid, kui täpselt saab Läänemere seisundit hinnata biogeokeemiliste numbriliste mudelite abil. Samlase sõnul aitab hiljutine töö kaasa nii seisundi hindamise usaldusväärsuse kasvule kui ka mudelite valideerimisele ja arendamisele.

"Uurimisrühm kasutas HELCOM-i koostöös välja töötatud metoodikaid, mis keskenduvad lahustunud anorgaanilisele fosforile ja lämmastikule, samuti klorofülli ja hapniku sisaldusele. Arvutused tehti nii mudeltulemuste kui ka seireandmete põhjal ning saadud tulemusi võrreldi omavahel," selgitas Samlas.

Ta lisas, et seisundi hinnangute usaldusväärsuse tagamiseks ja loodusliku erinevuse mõju vähendamiseks on vaja pikaajalisi ja süstemaatilisi mõõtmisi. "Praegu on mereseire ruumilise ja ajalise katvuse poolest küllaltki napp, mis vähendab tulemuste usaldusväärsust. Siin saavad mudeltulemused appi tulla," sõnas ta.

Uurimistöös kasutati Copernicus Mereteenuse viimase 30 aasta mudeltulemusi, mille loomises osalevad ka Eesti teadlased. "Mudeltulemuste eelis on see, et andmed on ajas ja ruumis hästi esitatud," märkis Samlas.

Tulemused ja järeldused

Selgus, et mudeltulemuste kvaliteet ja sobivus sõltusid näitajast, piirkonnast ja mudelsüsteemist. Paljudel juhtudel alahindas mudel toitainete ja klorofülli sisaldust merevees. Kõige keerulisem oli muutusi jäljendada piirkondades, kus on suur magevee sissevool, jääkate ja keeruline topograafia.

Kõige paremini ühtisid mõõtmiste ja mudeli tulemused fosfaatide puhul, välja arvatud Läänemere põhja- ja idaosas. Lämmastiku, klorofülli ja hapniku näitajad olid mudelites üldiselt madalamad kui mõõtmistes.

Samlas tõi esile mitmed võimalikud põhjused: vaatlusandmete vähene hulk, mõõtmiste sageduse ja jaamade ebaühtlane paigutus, samuti vajadus topograafia ja loodusprotsesside lihtsustamiseks mudelites ning mudelite lahutusvõime piirangud.

"Oluline puudujääk praegu kasutatavas Copernicuse mudelis on see, et seal puudub lahustunud orgaaniline aine, kuigi Läänemeres on selle sisaldus suhteliselt suur," selgitas Samlas.

Uurijate hinnangul aitaks mudelite täpsust parandada rohkemate mõõtmisandmete kaasamine: lisaks temperatuurile ja soolsusele ka biogeokeemiliste parameetrite mõõtmised.

Numbrilistel mudelitel on Samlase sõnul potentsiaali täita tühimikku mõõtmisandmetes, kuid need vajavad järjepidevat edasiarendust. Tulevikus võiks seisundi hindamiseks kasutada keerukamaid näitajaid, näiteks toitainete vooge, mis iseloomustavad eutrofeerumise protsesse ja seoseid põhjalikumalt kui lihtsalt ainete sisaldus vees.

"Mida kiiremini ja usaldusväärsemalt on võimalik keskkonnaseisundi hinnanguid anda, seda paremini saab Läänemere protsesse mõista ja tundlikumaid piirkondi kaitsta," ütles Samlas.

Artikkel avaldati teadusajakirjas Marine Pollution Bulletin.