Teadlased aitavad ohtlikku veetõusu varem märgata

Teadlased aitavad ohtlikku veetõusu varem märgata. 17.10.2026. Sellist tugeva tuule põhjustatud järsku ja lühiajalist merevee taseme tõusu nimetatakse tormiajuks. TalTechi meresüsteemide instituudi teadlased arendasid koostöös Sloveenia meteoroloogiateenistuse ARSO-ga süvaõppel põhineva prognoosisüsteemi, mis aitab hinnata veetaseme võimalikku muutust ja prognoosi kindlust. Töö oli osa Euroopa Destination Earthi algatuse On-Demand Extremes Digital Twin projektist, mille raames arendatakse süsteemi, mis võimaldab ilmastikuohu korral käivitada valitud piirkondades väga kõrge lahutusega numbrilisi ilmamudeleid ning kasutada neid detailsemate mõju- ja mereprognooside koostamiseks. Projekti eesmärk oli siduda äärmuslike ilmastikuolude tuvastamine, detailne prognoos ja selle võimaliku mõju hindamine üheks terviklikuks töövooks. Prantsusmaa riikliku meteoroloogiateenistuse Météo-France’i projekti koordinaatori Theo Schoebeli sõnul kaasati TalTech projekti just mereprognoosimise ja tormiaju modelleerimise kogemuse tõttu. „TalTechil oli arenduses kaks põhirolli. Esiteks katsetas meeskond, kuidas kõrglahutuslikku ilmaprognoosi kasutada meretaseme ja tormiaju täpsemaks ennustamiseks. Teiseks rakendas TalTech projektis tormiaju tuvastamise ja prognoosmudelit,“ selgitas Schoebe. Arvutusvõimsus sinna, kus oht tekib Kaasaegne globaalne ilmaprognoos katab kogu maakera ega suuda seetõttu iga saart või rannasoppi sama detailselt kirjeldada. TalTechi meresüsteemide instituudi direktori Rivo Uiboupini sõnul on suuremastaabiliste ilmaprognooside detailsus piiratud: need kirjeldavad ilma umbes üheksakilomeetrise lahutusega. Rannikul ja saarte ümbruses jääb sellest aga väheks. Destination Earthi algatus võimaldab ohu korral keskenduda väiksemale piirkonnale ja prognoosida sealset ekstreemset ilmastiku sündmust märksa detailsemalt. Nii saab paremini arvestada näiteks saarte, rannajoone ja maastikuga. Eestis on see oluline muu hulgas väikesaarte ümbruses, kus kohalikud olud võivad mõjutada tuulisust ning sademete ja äikese esinemist. Kogu Euroopa kohta pidevalt ülikõrge lahutusega prognooside arvutamine pole otstarbekas. Seepärast kasutatakse vajaduspõhist modelleerimist, mille puhul suunatakse suurem arvutusvõimsus piirkonda, kus võimalik oht on tuvastatud. „Kui mõnes piirkonnas tuvastatakse võimalik ekstreemne sündmus, näiteks väga kõrge või madal veetase, saab selle piirkonna jaoks käivitada märksa detailsema meteoroloogilise mudeli,“ selgitas Uiboupin. Kõrglahutusega mudelite kasutus ei piirdu üksnes merevee taseme prognoosimisega. Need aitavad täpsemalt ennustada ka tugevaid hoovihmu ja nendega kaasnevat üleujutusohtu. „Näiteks täpsustas Euroopa ilmaennustuse arendusprojekti DEODE kõrglahutusega mudel sel suvel mitmel korral sademete prognoosi ning näitas üleujutusohtu ka näiteks septembri alguses Pärnus toimunud üleujutuse korral,“ ütles Uiboupin. „Näiteks täpsustas Euroopa ilmaennustuse arendusprojekti DEODE kõrglahutusega mudel sel suvel mitmel korral sademete prognoosi ning näitas üleujutusohtu ka näiteks septembri alguses Pärnus toimunud üleujutuse korral.“ Tehisaru teeb üleujutuse ohu hindamisel kiire eeltöö Praegused mereprognoosid põhinevad valdavalt füüsikalistel mudelitel, mis arvutavad peale veetaseme ka hoovusi, temperatuuri ja soolsust. Need annavad palju infot, kuid vajavad ühe prognoosi koostamiseks märkimisväärselt arvutusvõimsust. TalTechi kasutatud süvaõppemudelit treeniti varasemate rannikujaamades mõõdetud veetasemete ja ilmaprognooside põhjal ennustama veetaseme muutusi kuue päeva jooksul. Pärast treenimist suudab mudel uue prognoosi koostada palju väiksema arvutuskuluga. Tehisaru ei asenda füüsikalist meremudelit. Tema üks roll on teha kiire eeltöö: märgata võimalikku ohtu ja aidata otsustada, kus tasub käivitada palju detailsem ja arvutusmahukam mudel. „Kiire, tehisintellektil põhinev prognoos aitab varakult tuvastada võimaliku tormiaju, hinnata selle tõenäosust ja käivitada vajaduse korral detailsema prognoosisüsteemi,“ selgitas Uiboupin. Projekti teise faasi lõpuks töötas selline lahendus Aadria meres ja Eesti rannikumere valitud jaamades. Igal hommikul laeb ekstreemumite detekteerimise töövoog alla uued Euroopa Keskpika Ilmaennustuse Keskuse ehk ECMWF-i ansambelprognoosid ja värskeimad rannikujaamade mõõtmised Copernicuse mereteenuse vaatluste andmebaasist ning seejärel koostab järgneva kuue päeva kohta 50 võimalikku veetaseme arengut. Nii saab hinnata mitte ainult kõige tõenäolisemat tulemust, vaid ka ekstreemse veetaseme riski. Ilmaprognoos pole seejuures ahela lõpp. „Saadud andmeid saab kasutada ka niinimetatud mõjumudelites, mis hindavad näiteks üleujutuse, metsatulekahju, põllukultuuride külmakahjustuse või tuule- ja päikeseenergia tootmisega seotud riske,“ selgitas meresüsteemide instituudi vanemteadur Ilja Maljutenko. TalTech katsetas prognooside kasutamist Eesti rannikumeres tormiaju ning kõrge ja madala veetaseme ennustamiseks. Eesti merekogemus sai osaks Euroopa süsteemist TalTechi panus ei piirdunud ainult tormiaju prognoosimise tehnilise arendusega. Prantsusmaa riiklik meteoroloogiateenistus tõstis esile ka teadlaste algatusvõimet ja tööd võimalike kasutajatega. „Eriti hindasime TalTechi kolleegide proaktiivsust nii tehniliste lahenduste arendamisel kui ka andmete võimaluste tutvustamisel projekti eri etappides,“ ütles Schoebel. Schoebeli hinnangul näitas koostöö ka Eesti teadlaste võimekust suurtes Euroopa arendustes kaasa lüüa. „Kui rakendusvajadus on selgelt määratletud, saavad Eesti teadlased tuua projekti eriteadmisi, paindlikkust ja tugeva praktilise fookuse,“ ütles Schoebel. Koostöö andis palju ka TalTechile. Teadlased said ligipääsu Destination Earthi andmetele, arendatavatele tööriistadele ja uutele andmeedastuslahendustele ning teistele ekstreemsete ilmaolude prognoosidele. See võimaldab TalTechil uusi Euroopa lahendusi varakult katsetada, siduda neid oma mere prognoosimudelitega ning tuua toimivad tehnoloogiad kiiremini Eesti kasutajateni. „Kiire, tehisintellektil põhinev prognoos aitab varakult tuvastada võimaliku tormiaju, hinnata selle tõenäosust ja käivitada vajaduse korral detailsema prognoosisüsteemi.” Prognoosist peab saama otsus Projekti teine arendusfaas lõppes 2026. aasta kevadel, kuid töö jätkub kolmandas faasis. Nüüd parandatakse süsteemi töökindlust ning püütakse Eesti ja Sloveenia rannikul katsetatud lahendust laiendada teistesse Euroopa rannikupiirkondadesse. Üks järgmisi samme on niinimetatud mis-siis-kui-stsenaariumite simulatsioonide rakendamine. Nende abil saab näiteks hinnata, kui kõrgele võiks tänapäevase tugeva tormiaju ajal meri tõusta siis, kui sellele lisada 2100. aastaks prognoositav keskmise meretaseme tõus. Selline info aitaks sadamatel, omavalitsustel, päästeasutustel ja kriitilise taristu haldajatel hinnata, millisteks olukordadeks tuleb tulevikus valmistuda. Maljutenko sõnul on mereprognoosidel palju kasutamata võimalusi ka igapäevaste merendusega seotud otsuste toetamisel. Möödunud talvel edastas TalTech operatiivseid jäätriivi prognoose ning sadamate ja laevaliikluse korraldajate tagasiside näitas, et neist võib olla abi laevateekondade, jäämurdmise ja muude mereoperatsioonide kavandamisel. Ta tõdes, et isegi merendusega seotud valdkondades ei ole veel laialt teada, et veetaset, hoovusi, lainetust või jää liikumist saab juba mitu päeva ette üsna hästi prognoosida. Takistus pole seega alati andmete puudumine. Sageli on kvaliteetsed regionaalsed prognoosid olemas, kuid võimalik kasutaja ei tea neist või pole info esitatud talle sobival kujul. „Seetõttu ei piisa ainult täpse mudeli arendamisest. Mudelite prognoose tuleb tõlkida konkreetse valdkonna otsustusinfoks,“ ütles Maljutenko. Laevajuhti võib huvitada jää liikumise suund ja kiirus, sadamat aga kriitilise veetaseme prognoos. Kõrglahutusega ilmaprognoosidest on kasu ka maismaal, näiteks võimaldavad need elektrivõrgu haldajatel paremini hinnata tugeva tuule ja äikese esinemise tõenäosust. Siin näeb Uiboupin veel kasutamata võimalusi ettevõtete, ametiasutuste ja teadlaste koostööks. „Ettevõtted ja organisatsioonid senisest julgemalt teadlaste poole pöörduda konkreetsete probleemidega ning küsida, kas olemasolevate mere-, ilma- või kliimaandmete põhjal saaks luua neile vajaliku prognoosi või riskinäitaja.” Uiboupini sõnul ei seisne meresüsteemide instituudi kompetents ainult prognoosmudelite käivitamises. Teadlased oskavad ühendada vaatlusandmed, prognoosid ja tehisaru ning kujundada nende põhjal konkreetse teenuse. Just seda viimast võimalust – arendust kvaliteetsest teadusandmest igapäevase otsustustööriistani – kasutatakse tema hinnangul veel liiga vähe. „Ettevõtted ja organisatsioonid senisest julgemalt teadlaste poole pöörduda konkreetsete probleemidega ning küsida, kas olemasolevate mere-, ilma- või kliimaandmete põhjal saaks luua neile vajaliku prognoosi või riskinäitaja.”