ÜLEVAADE | Mis seal Atlandil õieti toimub? Atmosfääriteadlane valgustab tänavuse orkaanihooaja tagamaid
18. septembri seisuga tegutseb Atlandi ookeanil 3 troopikatsüklonit: troopiline depressioon ehk madalrõhkkond Lee, mis oli vahepeal ka troopilise tormi tugevusega, kuid on juba hajumas; 1. kategooria orkaan Jose, mis nädala eest oli 4. kategooria orkaan ja ohustas Väikeseid Antille, kuid on nüüd liikumas põhja ja püsib üsna stabiilne, kuid hiljemalt nädalaga peaks prognooside järgi nõrgenema ja muutuma parasvöötmetsükloniks. See maismaad otseselt küll ei ohusta, ent tormi tekitatud lained võivad USA idarannikule jõuda ja kahju teha, samuti püsib võimalus, et tormituuled siiski ulatuvad rannikuni, eriti kui prognoositud trajektoorist esineb kõrvalekaldeid; ja 1. kategooria orkaan Maria.
Orkaan Maria on paari päeva eest tekkinud troopikatsüklon, mis ohustab peaaegu samu piirkondi nagu ohustas 5. kategooria orkaan Irma. Praegune prognoos näitab, et paari päevaga võib see jõuda 4. või 5. kategooriani. Seetõttu tuleks hoolikalt jälgida viimaseid arenguid ja seda saab teha, hoides silma peal NHC (rahvuslik orkaanikeskus) infoleheküljel.
Milline on tsükloni ja madalrõhkkonna vahe?
Mõistet „tsüklon” kasutatakse kirjanduses ja kõnepruugis väga sageli kõrvuti „madalrõhkkonnaga”. Harjumuspäraselt peetakse tsükloniks ümbritsevast madalama rõhuga ala. Kui aga süüvida tsükloni mõiste sisusse, viitab see tegelikult suletud tsirkulatsioonile, seevastu „madalrõhkkond” tähendab ümbritsevast madalama rõhuga piirkonda. Kuna mõlemad nähtused on tavaliselt seotud, tulenebki sellest näiline sünonüümsus.
Eeltoodu ajendil saab õhurõhukaardi puhul rääkida madalrõhkkondadest, aga mitte tsüklonitest. Et teha kindlaks tsükloneid, on vaja veel õhu liikumise kaarte, näiteks voolujoonte kaarti. Madalrõhuala ja tsükloni mõiste sisu erinevad ka selle poolest, et esimene viitab vaid suhtelisele õhurõhule: näiteks kui selle naaberalal valitseb piisavalt kõrge õhurõhk, võib madalrõhuala sees olla normaalrõhust (1013,25 hPa merepinnal) kõrgem õhurõhk. Madalrõhkkonna mõiste kõrval võib siis tsüklonit määratleda kui kolmemõõtmelist suletud tsirkulatsiooniga õhukeerist, milles õhk liigub põhjapoolkeral vastupäeva ja lõunapoolkeral päripäeva; selle keskosas on õhurõhk tüüpiliselt kõige madalam.
Tsükloniteks peetakse kõnekeeles ka väikeseid, ehkki teinekord väga intensiivseid keeriseid nagu tornaadod, tolmukeerised jne, milles õhk võib liikuda mitte ainult nagu tsüklonis (põhjapoolkeral vastupäeva), vaid ka samamoodi kui antitsüklonis (põhjapoolkeral päripäeva). Rangelt võttes peab aga tsüklon olema kas α-meso- või sünoptilises skaalas liikuv õhupööris, st tema läbimõõt peab olema vähemalt sadu kilomeetreid.
Kõige märkimisväärsemad on barokliinsed ehk parasvöötmelised ja troopilised (fronditud) tsüklonid. Olenevalt sellest, millist tüüpi parasjagu käsitletakse, on ka nende tekkekoht ja -viis erinev. Alljärgnevas ülevaates on võetud vaatluse alla vaid troopikatsüklonid.
Orkaan on troopikatsüklon, milles on aluspinna lähedal kokkuleppeliselt suurim püsituule kiirus üle 32,7 m/s. Püsituul on arvestatud tavaliselt 1 min keskmisena, vahel ka 10 min keskmisena. Tuulepuhangud võivad olla muidugi 10% või enamgi keskmisest tugevamad. See suurima tuulekiirusega vöönd võib-olla väga kitsas. Mõnedel, tavaliselt 1. ja 2. kategooria orkaanidel, võib orkaanitugevusega tuulte riba silma ümbruses olla ainult 10–30 km laiune. Orkaani tugevust hinnatakse kaudselt, näiteks Dvoraki meetodil. Troopikatsükloneid klassifitseeritakse Saffir-Simpsoni skaala alusel, see põhineb just 1 min keskmisel tuule kiirusel ja selles on 5 kategooriat.
Millised on orkaani tekke eeldused?
Orkaani tekkeks on vaja väga sooja mere või ookeani pinnakihti, kus temperatuur on vähemalt 26 °C (kuid on erandeid, vt https://en.wikipedia.org/wiki/Hurricane_Vince) ja selle paksus mitukümmend meetrit. Kui nii sooja vee kiht oleks väga õhuke, näiteks kümmekond meetrit, siis tuule ja lainetuse mõjul segataks ülemised veekihid sügavamatega läbi ning temperatuur langeks liiga madalale. Orkaani tekkeks peab lisaks soojale veele olema atmosfääris väike tsonaalne tuulenihe ja troposfääri ülaosas nõrgad tuuled. Kui need tingimused on täidetud, võib rünksajupilvede kogumist areneda alguses pilveklaster (-kobar) ja seejärel juba troopiline depressioon (madalrõhkkond, millel on suletud tsirkulatsioon), hiljem troopiline torm ja lõpuks orkaan. Coriolisi efekt soodustab suletud tsirkulatsiooni (õhuringluse) teket. Orkaanide ja teiste sarnaste struktuuride teke on seotud tavaliselt ookeani troopilise osaga, kuid mõnikord võib neid tekkida ka Vahemerel ja Mustal merel. Suurtel laiustel võivad tekkida analoogilised tormid (polaartsüklonid), millel on olemas troopilise tormi või orkaani tunnused. Sel juhul on vajalik sooja vaba merevee olemasolu, mille kohal on eriti külm õhumass (veetemperatuur näiteks +5 °C, kuid 1,5 km kõrgusel atmosfääris aga –30 °C).
Miks silm tekib ja kuidas see saab püsiv olla, ei teata täpselt. Üks olulisi tegureid on ilmselt orkaani kohal asuv antitsüklon, mille keskmes paiknevad laskuvad õhuvoolud; need on seda tugevamad, mida intensiivsem on tsüklon ise. Selle põhjal võib järeldada, miks intensiivsete troopiliste tsüklonite keskmes asub väheste pilvedega ala: pilved hajuvad, kui õhk laskub (laskumisinversioon). Oma osa võib olla ka tugeval tsentrifugaaljõul, sest see tekitab nn pesumasinaefekti, mille mõjul tõrjutakse veetilgad pilvedena keskmest eemale (siiski ei usu sellesse väga).
Maismaa on orkaani surm
Orkaani kohal asuva antitsükloni kese asubki silma kohal. See antitsüklon viib orkaanist tõusvad ja jahtuvad õhumassid eemale, vastasel juhul hääbuks orkaan (troopikatsüklon) üsna kiiresti pärast tekkimist. Antitsükloni olemasolu tähendab ka seda, et orkaani kohal on vastupidise õhutsirkulatsiooniga ala kui orkaanis endas.
Tõele vastab kindlasti see, et maismaa on orkaani surm. Väga niiskete ja soiste alade kohal võib orkaani nõrgenemine olla teatud tingimustel veidi aeglasem, kuid hääbumisest seda muu ei päästa, kui uuesti sooja vee kohale jõudmine. Orkaani arengut takistab või nõrgendab ka väga kuiv õhumass, isegi kui kõik muud tingimused võivad olla väga head. Samuti on väga ebasoodne asjaolu tugevate troposfääri ülaosa tuulte piirkonda sattumine, täpsemalt tugev tsonaalne tuulenihe. Seevastu meridionaalse tuulenihkega, isegi vastavate jugavooludega, on ebasoodne mõju vähe seotud või koguni on soodsaks asjaoluks, sest meridionaalse jugavoolud pakuvad jahtunud õhumassidele soodsat äravoolukanalit. Tsonaalsed tugevad tuuled destruktureerivad konvektsiooni, mis on sisuliselt orkaani mootoriks. Coriolisi efekt on oluline tsirkulatsiooni algatamiseks, sest otse ekvaatori piirkonnas ei teki peaaegu kunagi orkaane. Ometigi on erandid võimalikud, ühest sellisest pikemalt: http://en.wikipedia.org/wiki/Cyclone_Agni.
Üks katastroofilisemaid hooaegu
Meediahuvi orbiiti tõusid 2017. a toimunud sündmused Atlandil, sest tegu oli ühe kõige katastroofilisema hooajaga üldse. Nii olime 2017. a septembris tunnistajaks mitmetele intensiivsetele troopikatsüklonitele, millest enim kõneainet on pakkunud 4. kategooria orkaan Harvey (tegutses 1. septembrini), mis tõi USAs Texase osariiki rekordilise sademehulga (paiguti, peamiselt Houstonis ja selle ümbruses, üle 1000 mm, mis ulatub kahekordse aastase Eesti sademehulgani), ja 5. kategooria orkaan Irma, mis mõjutas paljusid piirkondi Väikestest Antillidest kuni USAni. 6.–8. septembril tegutsesid Atlandil korraga kolm orkaani, nende hulgas 2. kategooria orkaan Katia Mehhiko lahel ja 4. kategooria orkaan Jose Väikestest Antillidest läänes. 6. septembril jõudis 4. kategooria orkaan Jose püsituulte kiirus 250 km/h, mis tähendas, et teadaoleva ajaloo jooksul oli Atlandil esmakordselt korraga kaks orkaani, mille püsituulte kiirus ulatus 240 km/h. Barbuda saar Väikestel Antillidel sai Irma tõttu katastroofilisi purustusi (saar muutus sisuliselt elamiskõlbamatuks) ja vaid paar päeva hiljem tõi orkaan Jose täiendava raju ja purustustelaine.
Iseenesest see pole midagi erakordset, sest nii võis 2010. aasta septembris jälgida Atlandi ookeanil korraga mitmeid orkaane tegutsemas, mõned neist jõudsid 4. kategooriani, lisaks sellele oli sarnane olukord oli 2012. a, ainult et ükski orkaan 3. kategooriast tugevamaks ei muutunud. Senimaani on ületamatuks jäänud 2005. aasta, kui tekkis ühekokku 28 troopikatsüklonit, millest 15 olid vähemalt orkaani tugevusega ja millest omakorda koguni 4 jõudsid 5. kategooriani. Aktiivsus ehk troopikatsüklonite teke jätkus koguni jaanuarini; orkaan Vince formeerus külmade vete kohal ja jõudis Euroopasse (Portugali ja Hispaaniasse). Praegune hooaeg pole sellele isegi mitte lähedal. Seega ei miskit uut siin päikese all.
Ohvriterohkeim orkaan möllas 18. sajandil
Loomulikult esineb anomaaliad läbi aegade. Nii on mitmed orkaanide rekordid aastakümneid vanad (ja rohkemgi) ehk veel ajast, kui süstemaatiliselt nimesid neile veel ei pandud (sellega alustati 1950ndatel). Vahest üks märkimisväärsemaid rekordeid on 1780. a orkaan, mis Kariibias põhjustas üle 20 000 hukkunu, olles Atlandil teadaolevalt ohvriterohkeim.
Kuid kas orkaane on viimasel ajal rohkem ja nad on tugevamad? Keeruline öelda, sest alles 1970ndatest on tänu kaugseire arengule olemas info kõikide troopikatsüklonite kohta, seega pole usaldusväärne aegrida kuigi pikk. Siiski, võimalikke trende on uuritud ja leitud, et peamiselt puudutavad võimalikud muutused just orkaanide tugevust ja intensiivsust – võib karta üha võimsamaid orkaane, sest veetemperatuur määrab eeskätt just nende tugevuse ja intensiivsuse (kliimamuutuse kontekstis on tähtis peamiselt ookeani pinnaveetemperatuuri tõus).
Seevastu orkaanide hulga ja sageduse kohta on saadud vastuolulisi tulemusi, sealhulgas: võib küll võimsamaid oodata, kuid nende üldine arv väheneb. Ilmselt määrab orkaanide arvu mõni keerukam mehhanism või on võrdväärselt olulised teised tingimused lisaks veetemperatuurile. See keerukam mehhanism võib tõenäoliselt olla Atlandi mitmeaastakümne-ostsillatsioon (AMO – Atlantic Multidecadal Oscillation).
Kuigi Eestit troopikatsüklonid otseselt mõjutada ei saa, sest puuduvad igasugused tingimused nii nende kohalejõudmiseks kui siin tekkimiseks (palju maismaad, Läänemere väiksus ja külm vesi jne) ja ilmselt jääb see nii, ükskõik kui palju kliima ka muutuks, on neil kaudne mõju ometigi olemas. Seda on uurinud ilmahuviline Tarmo Tanilsoo, kes näitas oma uurimistöös, et orkaanid võivad jõuda Eestisse jäänustena: näiteks muutuvad parasvöötmetsükloniks või ühinevad mõne sellisega, andes viimase tugevnemiseks soojust ja niiskust, seejärel võib sellist lisa saanud tsüklon lõpuks Läänemerele jõuda ja tuua kaasa tuult ja sadu. Nii tõid näiteks orkaan Helene jäänused 2006. a võimsaima äikesepäeva Eestisse nii hilisel ajal nagu 1. oktoobril.
Kokkuvõttes on olnud praegusest ka märksa tugevamaid ja erilisemaid orkaane. Samas muretseda tasub nende võimsuse kasvu pärast, sest veetemperatuur on kasvutrendis (ka Irma puhul võimaldas selle 5. kategooriana püsimist peaaegu rekordilise aja just üle 30 °C veetemperatuur). Samas keeruline on lahutada looduslikust varieeruvusest (nt AMO) inimmõju (nt inimtekkelist kliimamuutust). Seetõttu pole võimalik öelda kuigi suure usaldusväärsusega, mis hakkab orkaanidega edasi toimuma. Kindel on, et tulemata ei jää. Eestis pole orkaane vaja karta, kuid nende jäänused avaldavad ometigi aeg-ajalt mõju. Pigem on siin teemaks näiteks paduvihma sagenemine ja nende intensiivsuse kasv, kuumasaare-efekt linnades (tiheasustusaladel) jms.
Lõpuks soovin anda mõne selgitava lause prof Keevalliku ilmunud jutule. Asi selles, et prof Keevalliku lugu tekitas palju segadust ja mõned väited vajavad täiendavaid selgitusi.
Nimekirjad vahetuvad iga kuue aasta takka
Atlandil vahetatakse 6 aasta järel nimekirju. WMO komisjon kinnitab need igal aastal, saadab mõned "erru". Atlandi nimed on pärit NHC-st, vt ka http://www.nhc.noaa.gov/aboutnames.shtml.
Lisaks sellele natuke mõistetest, sest need vajavad kindlasti lahtirääkimist. Troopikatsüklon on tavaliselt väikestel laiustel tekkinud madalrõhkkond, mida iseloomustab energia saamine kondenseerumissoojusest, konvektsioonipilvede (rünksajupilvede) rohkus ja frontide puudumine ehk neid täidab ühtlaselt kuum ja niiske õhumass (erinevalt parasvöötmetsüklonitest, kus võtmetähtsusega on õhumasside vastasseis ja frondid).
Orkaan on tugev troopikatsüklon, mille püsituulte kiirus ulatub vähemalt 33 m/s (püsituul on siis vähemalt 1 min keskmine tuule kiirus), seega on orkaan kindel mõiste, mitte aga igasugune üle 33 m/s tuul. Meil parasvöötmes saab rääkida vaid orkaanitugevusega tuulest (on küll üksikuid juhtumeid, kui keskmisele laiusele on jõudnud troopikatsüklon, aga see muutub ikkagi parasvöötmeliseks ehk tekib õhumasside vastasseis – barokliinne labiilsus, ja frondid, ega jõua iial troopilisena nt Läänemerele).
Troopikatsüklonid pole üksnes orkaanid, vaid ka troopilised tormid ja troopilised madalrõhkkonnad ehk depressioonid, millel on suletud tsirkulatsioon, kuid mille püsituulte kiirus jääb alla 33 m/s. Prof Keevalliku kirjutisest jääb justkui teine mulje: troopikatsüklonid on vaid orkaanitugevusega tuuli tekitavad süsteemid (kindlasti on vale väide, et Arlene...Gert – neist enamik ei jõudnud troopikatsükloni aunimetuseni – tegelikult jõudsid küll, muidu poleks neile nime antud, küll aga enamik neist ei jõudnud Saffir-Simpsoni skaala järgi orkaani tugevuseni).
Nähtus (troopikatsüklon ja selle intensiivne variant orkaan) on nii Atlandil kui Vaiksel ookeanil täpselt sama, olenemata, kuidas neid nimetada (orkaan, taifuun, tsüklon vms).
