Mis on mereprotsesside modelleerimine?
Tegelikult oleks võinud selle artikli pealkiri olla ka “Looduse maalimine võrranditega,” sest just seda modelleerimine oma olemuselt kujutabki. Erinevus kunstist on see, et modelleerimise puhul ei kasutata mitte pintslit, värve ja lõuendit, vaid arvutit, jäävusseadusi (nt energia ja mass) ning sobilikke alg- ja rajatingimusi.
Modelleerimine on üks paljudest meetoditest looduse mõistmisel – see pole ei parem ega halvem kui teised, vaid üks osa sümbioosist. Ja just nimelt sümbioosist, sest selliste keerukate süsteemide nagu kliima, ilm, Maa-süsteemid ja paljude teiste mõistmiseks on vaja koostööd nii eksperimentaatorite, modelleerijate, kaugseire ekspertide, teoreetikute jne vahel, sõltuvalt konkreetsest uurimisvaldkonnast.
Mitte päris juhuse tahtel sattusin ma kümmekond aastat tagasi tegelema mereuuringutega ning konkreetsemalt tuulelainete (teate küll, valged jänkud merel) uurimisega, kusjuures põhiliseks meetodiks kujunes modelleerimine. See oli juba siis põnev ning mida aeg edasi, seda ägedamaks läheb. Aja jooksul on lisandunud mitmed seotud teemad, sealhulgas ka lainete ja rannikute omavaheline vastastikmõju. Tallinna Ülikooli LTI ökoloogia keskuses osalen praegu rannikute uurimisrühma töös. Üheks põnevaks teemaks on vanadest rannamoodustitest mineviku kliima informatsiooni väljalugemine, eriti ekstreemsete tormide sageduse tuvastamine viimase 4000 aasta jooksul.
Antud juhul on tegemist klassikalise mitme-mastaapse probleemiga. Ühelt poolt on ajaskaalad väga suured – rannikud muutuvad ainuüksi tormide lõikes, samas maakerge, mis on viinud mineviku rannavallid “metsa”, on väga aeglane protsess. Teiselt poolt on ruumimastaap väga varieeruv – kui tormilainetus, mis kujundab randu, areneb välja sadade kilomeetrite jooksul, siis mõjutatavad rannaprofiilid on mõõdetavad meetrites. Lisaks kõigele sellele, on erinevad dünaamilised jõud – tormilainetus, hoovused, jääsurutis, maakerge, taimkate ning isegi inimtegevus. Tulles tagasi artikli alguse juurde, siis on mõistetav, et erinevate meetodite üheaegne kasutamine on hädavajalik.
(Joonis: Oluline lainekõrgus (m), mis esineb vähemalt kord aastas (vasak) ja vähemalt kord 20 aasta (parem) jooksul (doi.org/10.1016/j.
Õnneks saab modelleerimist üsna hõlpsasti kasutada selliste mitme-mastaapsete probleemide uurimisel. Nii nagu kunstnik saab maalida kas ülevaatliku panoraampildi metsast või ääretult detailse pildi nurmenukuõiest, saab modelleerija arvutada erineva detailsusastmega, seda nii ajas kui ruumis. Kuid siinjuures on konks selles, et ükskõik millise pildi kunstnik maalib, on see alati õige, sest see kirjeldab tema motiive just sel maalimise hetkel ning on subjektiivne. Modelleerimine kui teaduslik meetod seevastu peab olema objektiivne, see tähendab võtma arvesse parimat võimalikku infot (mudeli sisend, protsesside kirjeldus) ning alati võrdlema saadud tulemusi mõõtmisandmetega.
Tänapäeval on rannikute arengu mõistmiseks mereprotsesside modelleerimine lahutamatuks osaks. Seda juba mainitud mineviku kliima rekonstrueerimisel, tuleviku prognooside tegemisel, või siis ka erinevate protsesside seletamiseks. Samuti aitab mereprotsesside modelleerimine vastata erinevate stsenaariumide küsimustele, näiteks mis võib juhtuda siis, kui ehitada sadam just sinna kohta või süvendada merd just sealt. Ja palju muud. Ning lõpetuseks: huvi teada saada, kuidas loodus töötab (loe: pigem kuidas ei tööta!) on iga teadlase suurim inspiratsioon.
Autor: Victor Alari, TLÜ LTI ökoloogia keskuse vanemteadur.