Lootsid on täheldanud Varna järve Musta merega ühendavas 2,4 kilomeetri pikkuses ja 300 meetri kanalis tugevaid ja ebaharilikke hoovusi juba aastaid. Akadeemik ja Tallinna Tehnikaülikooli professor Maarja Kruusmaa ning teadur Laura Piho võtsid 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," selgitas Piho.

Huvitavate veeliikumiste selgitamiseks liitus nendega okeanograafia emeriitprofessor Jüri Elken. Eesti teadlaste tehtud mõõtmiste suurem eesmärk on mõista laiemalt kanalite vooludünaamikat. Taolised teadmised aitavad ka teistel sarnaste probleemidega piirkondadel tõhusalt tegutseda, sh laevu paremini navigeerida, prognoosida tugevate voolude teket ja teavitada kiiresti muutuvatest hoovustest.

Ohtlikud veevõnked

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 veevõnked järsult ja kestsid paar tsüklit. Seda põhjustas meteoroloogiline tsunami, mis võib tekkida siis, kui tuulefront liigub madala rannikumere kohal nn resonantskiirusega.

Teine oluline sündmus leidis teadlaste sõnul aset enam kui viis tundi pärast tormi, kui maismaatuule kiirus ulatus 20 m/s. Kümne minuti jooksul ulatusid suurimad hoovuse muutused 0,8 meetrini sekundis ja veetaseme muutused 0,8 meetrini. Autorid tõid välja, et nii tugevad kõikumised muudavad kanali läbimise laevadele väga ohtlikuks, häirivad sadamate tööd ja raskendavad laiemalt rannikualade haldamist.

Laiem pilt

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 rõhutasid, et kui uuringus pakuvad nad välja ka konkreetseid samme, kuidas arendada rannikumere seire- ja prognoosisüsteeme, 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 kirjeldavad oma tulemusi ajakirjas Ocean Science.