Kliimakerksuse kasvatamine linnades toimuvate üleujutuste suhtes kasutades terviklikku teavet
Kliimakerksuse kasvatamine linnades toimuvate üleujutuste suhtes kasutades terviklikku teavet
Kestus: 01.03.2024–28.02.2027
Vastutav täitja: Piia Post
Rahastamine: 150 000 EUR
Rahastaja: Eesti Teadusagentuur (ETAg) 95%, Euroopa Komisjon 5%
ECCO on Water4all partnerlusprogrammi projekt, mille partneriteks on
- Norra Meteoroloogia Instituut (juhtpartner)
- Taani Tehnikaülikool
- Taani Meteoroloogia Instituut
- Norra Veeressursside ja energia direktoraat
- Kommunernes Landsforening
- Tartu Ülikool
- Läti Keskkonna, geoloogia ja meteoroloogia keskus
Uurimisküsimused
Projektis keskendutakse järgmistele uurimisküsimustele:
Kuidas saaks pakkuda usaldusväärseid äärmuslike sademete intensiivsus-kestus-sagedus (IKS) väärtusi igas Läänemere põhjapiirkonna punktis ja kuidas muuta see teave kasutajatele kättesaadavaks?
Intensiivsus-kestus-sagedusväärtus on matemaatiline funktsioon, mis seob sündmuse intensiivsuse selle kestuse ja esinemissagedusega. Tavaliselt on sündmuseks vihmasadu ja statistikut kasutatakse erakordsete sademete võimaliku mõju hindamisel planeerimisülesannetes, veetaristu projekteerimisel ja üleujutusriskide hindamisel ning ennustamisel. Üheks projekti väljundiks on ilmajaamades mõõdetud sademete väärtuste põhjal loodud IKS-väärtuste regionaalne teabesüsteem, mis võimaldab igas regiooni punkti kohta saada arvutusvihma ehk teatud esinemissagedusega vihmavee hulk ajaühikus.
Kuidas saaks äärmuslike vihmade statistikat kasutada linnaüleujutuste prognoosil ja mudelite abil saada realistlikumad ning usaldusväärsemad üleujutushinnangud?
Sageli tekivad kohalikud linnasisesed üleujutused intensiivsetest vihmasadudest, millest lühikese ajaga maha langenud veekoguseid ei suuda kanalisatsioonisüsteem või ka linnasisesed vooluveekogud ära juhtida. Parandades oma teadmisi äärmuslike sademete statistikast, paraneb ka võime modelleerida ja ennustada üleujutusriske muutuvas kliimas.
Kuidas suurendada teadmisi üleujutusi põhjustavate liitsündmuste sageduse kohta ja arendada edasi meetodeid nendest tulenevate riskide ning mõjude hindamiseks?
Liitsündmuste kontseptsioon on viimastel aastatel levima hakanud mõtteviisi muutus, mille puhul ei vaadelda loodusõnnetust üksiku sündmusena vaid mitme teineteisest sõltumatu sündmuse summana. Näiteks jõe suudmes asuva linna katastroofiline üleujutus toimub olukorras, kus nii jões kui meres on erakordselt kõrge veetase. Kui mõista, millistest osistest koosneb katastroof ja mõista, milline on ühe või teise mõjuri esinemissagedus, siis saame oluliselt parandada ka loodusõnnetuse enda prognoosi. Liitsündmuste kontseptsiooni rakenduslik ja metodoloogiline külg on tänapäeval kiiresti arenev valdkond ning uued matemaatilised meetodid (nt Bayesi statistika) annavad palju uusi võimalusi loodusõnnetuste riskide ning mõjude hindamiseks.
Töörühmad
Töörühm 1: huvirühmade kaasamine ja kommunikatsioon (vastutav Tartu Ülikool)
Projekti üks tähtsamaid ülesandeid on kaasata võimalikult palju huvirühmi. Seda nii ECCO projekti algatamisfaasis uurimisteemade sõnastamisel kui ka projektitööde käigus. Eriti oluline on aga uurimistööde tulemuste edastamine sidususrühmadele. ECCO on välja kasvanud eelnevatest projektidest (Eesti kontekstis nt …), mille tulemustest on sidususrühmadelt saadud tagasiside põhjal sõnastatud ka ECCO uurimisküsimused.
Sissejuhatav ECCOt tutvustav kokkusaamine Eestis toimus 26. septembril 2024. Veebiseminarile kogunes XX kuulajat teadusasutustest, vee-ettevõtetest, projekteerimisbüroodest, riigiasutustest ja teistest veeteemadega tegelevatest huvirühmadest. Seminari ettekandeid saab järelvaadata siit (link).
Sarnased veebiseminarid on planeeritud ja toimunud kõigis projektis osalevates maades. (Link Norra seminarile?)
Töörühma plaanides on avaldada ECCO eesmärke ja tulemusi tutvustavaid populaarteaduslikke artikleid ja projekti lõpuseminar.
Töörühm 2: sademete statistika (vastutav Norra Meteoroloogia Instituut)
Üks suuremaid probleeme, mis kummitab nii üleujutuste uurimist, jõgede äravoolu hüdroloogilist modelleerimist, aga ka erinevaid planeerimis- ja projekteerimistasandeid ning otsustusprotsesse, on sademete usaldusväärsed andmed. Väga oluline on see küsimus linnakeskkonnas, kus vett mitteläbilaskva pinnase osakaal on suur ja tulvavesi koormab sadeveesüsteemi kiiresti üle. Veelgi aktuaalsemaks muutub see käimasolevate kliimamuutuste taustal, mille tagajärjel on Põhja-Euroopas oodata erakordsete sademete esinemissageduse, sajuhulkade ja -intensiivsuse tõusu. Muutuvate kliimaoludega kohanemiseks on aga äärmiselt vajalik omada võimalikult täpseid ja usaldusväärseid andmeid erakordsete sademete kohta. Projekti üheks väljundiks ongi planeeritud kliimateenus ehk regionaalne teabesüsteem, mis sisaldab intensiivsus-kestus-sagedus (IKS) väärtusi iga Läänemere põhjapiirkonna punkti jaoks.
Klassikalistest ilmajaamadest saame küll usaldusväärseid andmeid pikaajalisteks kliimaanalüüsideks, kuid sageli ei kajasta need lühiajalisi sademeid. Eriti kriitiline on küsimus konvektiivsete sademetega. Äikesepilved võivad liikuda ilmajaamadest mööda nii, et nendest alla sadav vihm ei kajastu meteoroloogilistes andmeridades. Sageli on aga sellised pilved väga veerikkad ning võimelised tekitama väikesel maa-alal märkimisväärseid üleujutusi. Tartu Ülikooli Füüsika instituudi töörühm (Tanel Voormansik) on seda küsimust lahendamas uute radartehnoloogia võtetega.
Töörühm 3: hüdroloogiline modelleerimine (vastutav Norra Veeressursside ja energia direktoraat)
Linnas toimuvate üleujutuste tegelikke kujunemismehhanismide mõistmiseks tuleb neid sündmusi modelleerida. Hüdroloogilised mudelid on tänapäeva veeteadustes üks efektiivsemaid ja laiemalt kasutatavaid vahendeid. Kui teada, kust kuhu ja kuidas vesi mingil maa-alal liigub, saab mudeli abil lihtsasti ka hinnata, mis hakkab juhtuma siis, kui piirkonda tabab mõni erakordne sadu või pikk vihmaperiood ning kuidas mõjutavad kliimamuutused üleujutuseriske.
Üldiselt on linn, nagu iga teine piirkond, jagatav vooluveekogude valgaladeks. ECCO üheks peamiseks tähelepanuobjektiks ongi linnas voolavad jõed. Näiteks Tallinnas on kokku 16 suuremat ja väiksemat vooluveekogu. Sageli seostuvad linnaüleujutused just linnajõgedega, mille valgala on erinevate ehituste ja veemajanduslike rajatistega tugevasti muudetud. Võrreldes tavaliste hüdroloogiliste mudelitega tuleb linnamudelites arvestada näiteks mitteläbilaskvate tehispindade suure osakaaluga valgalas ja sellega, et osa veest voolab sõna otseses mõttes torudes.
Modelleerimise töörühmale on tähtsaks sisendiks töörühm 2 poolt koostatud erakordsete sademete statistika. Üleujutuste modelleerimisel arvestatakse mulla varasemate niiskusolude ja sademete järjestusi. Tulemuseks on realistlikumad ja usaldusväärsemad üleujutusprognoosid ning kohaspetsiifilised mudelid.
Eestis on modelleerimise objektiks Tallinnas Mähe ja Merivälja asumi piiril voolav Mähe oja. See on tüüpiline linnasisene vooluveekogu, mille valgalale on viimase kolmveerandsajandiga rajatud aedlinn. Mudeli (kirjutada pikemalt mudelist?) Eesti poolne arendaja on Tiia Pedusaar.
Töörühm 4: liitsündmused (vastutav Taani Meteoroloogia Instituut)
Liitsündmuste töörühmale on oluliseks sisendiks töörühmas 3 arendatud mudelite väljundid. Ka liitsündmuste puhul keskendutakse üleujutustele linnades. Töörühma uurimisküsimus tuleneb paljude jõgede suudmes asuvate rannikulinnade probleemist, kus katastroofiline üleujutus tekib tormituulte poolt rannikule „kuhja“ aetud vee ja jõe erakordselt kõrge veetaseme kombinatsioonist. Eestis on sellisteks tüüpilisteks liitsündmustest ohustatud linnadeks Pärnu ja Narva-Jõesuu. Ent paljude ebasoodsate asjaolude kokkulangemisel on üleujutuse risk paljudes linnades, sealhulgas Tallinnas.
Teades, milliste tegurite kombinatsioon põhjustab üleujutusriski, saame nende üksikute sündmuste esinemissageduste põhjal matemaatiliselt modelleerida katastroofilise sündmuse korduvust. Eriti oluliseks muutub see teema seoses kliimamuutuste ja nende mõjude hindamisega. Nimelt mõjutavad kliimamuutused üksikuid katastroofitegureid erinevalt. Nii põhjustavad kõrget vee seisu rannikul hoopis teised ilmastikutegurid, kui jões. Kui Eesti tingimustes hakkab rannikuüleujutusi mõjutama globaalne mereveetaseme tõus, siis teiselt poolt on meie jõgedes kevadise suurvee ulatus pidevas vähenemises.
Töörühm 5: projekti juhtimine (vastutav Norra Meteoroloogia Instituut, projekti üldjuht Anita Verpe Dyrrdal, MET Norway, anitavd@met.no)
Kasutajale
ECCO projekti tegevuste raames valmivad erinevad materjalid, mis on mõeldud nii valdkonna spetsialistidele kui ka laiemale huviliste ringile. Eesmärk on pakkuda teaduspõhist ja praktilist infot ning aitata kaasa aruteludele ja uute lahenduste leidmisele.
26.09 2025 toimus ECCO projekti kasutajakohtumine, kus osalejatele esitati neli ettekannet. Kohtumine pakkus võimaluse jagada teadmisi, arutada projekti arenguid ning saada ülevaadet valdkonna uusimatest tähelepanekutest. Samuti rääkis Mait Sepp teemal „Liitsündmused (compound events) – uus vaatenurk üleujutuste statistikale“
Lisaks rääkis Tiia Pedussaar „Mähe oja vooluhulga modelleerimisest“
Viimaseks esitleti Tanel Voormansiku „Radariandmete kasutusvõimalustest – paduvihmade korduvusperioodid ja juhtumianalüüs“