Myrskytulva

Rannikkoyhteisöt ympäri maailmaa kohtaavat voimakkaan ja usein tuhoisan uhan: myrskytulvan. Tämä ilmiö, myrskyn aiheuttama epänormaali merenpinnan nousu, voi tulvia rannikkoalueille ja alaville alueille ja aiheuttaa huomattavaa vahinkoa ja vakavaa vaaraa hengelle ja omaisuudelle. Myrskytulvien taustalla olevien voimien ymmärtäminen on ratkaisevan tärkeää varautumisen ja lieventämisen kannalta. Kyseessä ovat monimutkaiset tapahtumat, jotka johtuvat ilmakehän ja valtamerten tekijöiden yhdistelmästä.

Mikä aiheuttaa myrskytulvan

Myrskyaallon muodostumiseen ja korkeuteen vaikuttavat useat tekijät:

• Tuulirasitus: Tätä pidetään yleensä suurimpana tekijänä. Myrskyn aiheuttamat voimakkaat tuulet työntävät pintavettä eteenpäin. Kun tämä vesi lähestyy rannikkoa, erityisesti matalilla alueilla, se ei voi mennä muualle kuin ylöspäin sisämaahan ja kasaantuu rantaa vasten. Tuulen nopeus ja kesto sekä tuulen suunta (etäisyys, jonka tuuli puhaltaa veden yli) vaikuttavat merkittävästi tämän vaikutuksen suuruuteen.
• Ilmanpaine: Myrskyn keskellä vallitsevalla alhaisella ilmanpaineella on myös merkitystä, vaikkakin se on useimmissa tapauksissa vähemmän merkittävä tekijä kuin tuuli. Merenpinnan matalampi paine mahdollistaa vedenpinnan lievän nousun, koska siihen kohdistuva voima on pienempi. Tätä kutsutaan joskus "käänteiseksi barometriksi".
• Rantaviivan muoto ja batymetria (vedenalainen topografia): Näillä maantieteellisillä ominaisuuksilla on ratkaiseva vaikutus siihen, kuinka voimakas myrskytulva on.
  
  • Matalat, loivasti kaltevat mannerjalustat antavat veden kasaantua helpommin, kun se työntyy kohti rannikkoa, mikä johtaa korkeampiin aaltoihin.
  • Koverat rantaviivat (kuten lahdet) voivat johtaa vettä, jolloin aalto keskittyy ja nousee korkeammalle.
  • Kapeat lahdet ja suistot voivat myös voimistaa myrskytulvaa, koska vesi joutuu pienemmälle alueelle.
• Myrskyn koko ja etenemisnopeus: Suuremmat myrskyt vaikuttavat tuulillaan laajemmalle alueelle merta, mikä voi aiheuttaa suuremman aallonkorkeuden. Myös myrskyn etenemisnopeus voi vaikuttaa aallonkorkeuteen; nopeammin liikkuva myrsky voi aiheuttaa suuremman aallonkorkeuden välittömällä rannikolla, kun taas hitaammin liikkuva myrsky voi työntää vettä kauemmas sisämaahan, erityisesti lahdille ja suistoalueille.
• Lähestymiskulma: Myrsky, joka iskee rannikolle kohtisuoraan, aiheuttaa yleensä todennäköisemmin suuremman myrskytulvan kuin rannikon suuntainen tai vinossa kulmassa liikkuva myrsky.
• Aallot: Myrskytuulten synnyttämät aallot ovat teknisesti erillään myrskytulvasta, mutta ne kulkevat myrskytulvan päällä ja voivat aaltojen nousun vuoksi nostaa merkittävästi kokonaisvedenkorkeutta ja tuhovoimaa rannikolla.

Miten maapallon pyöriminen vaikuttaa myrskytulvaan?

Maan pyörimisestä johtuva Coriolis-ilmiö poikkeuttaa liikkuvia esineitä (myös vettä ja ilmaa) oikealle pohjoisella pallonpuoliskolla ja vasemmalle eteläisellä pallonpuoliskolla. Myrskytulvien yhteydessä Coriolis-ilmiö voi vaikuttaa myrskytuulten aiheuttaman veden liikkeen suuntaan. Tämä voi aiheuttaa sen, että vesi kasaantuu enemmän myrskyn radan toiselle puolelle suhteessa rannikkolinjaan, mikä voi lisätä aallonkorkeutta tietyillä alueilla. Jos tuuli puhaltaa rannikon suuntaisesti, Coriolis-ilmiö voi ohjata veden virtausta rannikkoa kohti tai siitä poispäin, mikä vaikuttaa aallonkorkeuteen.

Positiivisten ja negatiivisten ylijännitteiden ymmärtäminen

Kun puhumme myrskytulvasta, tarkoitamme yleensä "positiivista" aallokkoa, mutta kolikolla on toinenkin puoli:

• Positiivinen myrskyaalto: Tämä on yleisemmin käsitelty tyyppi, jossa merenpinta nousee normaalia ennustettua vuorovettä korkeammalle. Tämä aiheuttaa rannikkotulvia.
• Negatiivinen myrskytulva: Tämä tapahtuu, kun voimakkaat merituulet tai rannikon suuntaiset tuulet, jotka puhaltavat tiettyyn suuntaan (Coriolis-ilmiön vaikutuksesta), työntävät vettä pois rannikolta, jolloin merenpinta nousee normaalia alemmaksi. Vaikka negatiiviset myrskytulvat eivät aiheuta tulvia, ne voivat silti olla vaarallisia erityisesti merenkululle, koska ne voivat johtaa huomattavasti alhaisempiin vesisyvyyksiin satamissa ja rannikkokanavissa.

Ne ovat pohjimmiltaan vastakkaisia ilmiöitä, jotka johtuvat samankaltaisista myrskyvoimista mutta eri tuulensuunnista rannikon suhteen ja jotka johtavat joko veden kerääntymiseen tai tyhjenemiseen rannikon lähellä.

Kuinka korkeita ja laajalle levinneitä myrskytulvat voivat olla?

Myrskytulvat voivat nousta huomattavan korkeiksi, ja niiden vaikutusalue sisämaahan voi olla laaja, erityisesti matalilla rannikkoalueilla, joilla on matalia rantakiviä.

• Korkeus: Myrskytulvan korkeus mitataan vedenpinnan nousuna normaalin tähtitieteellisen vuoroveden yläpuolelle. Ne voivat vaihdella muutamasta metristä reilusti yli 20 jalkaan (noin 6 metriin) tai ääritapauksissa enemmänkin.
• Koko/maassa saavutettavuus: Myrskytulvan vaikutusalue voi olla satoja kilometrejä rannikkoa, ja vesi voi työntyä useita kilometrejä sisämaahan, erityisesti tasaisessa maastossa.

Esimerkkejä merkittävistä myrskytulvista

• Hurrikaani Katrina (2005, Yhdysvallat): Joillakin alueilla myrskytulva oli arviolta 25-28 jalkaa (noin 8-8,5 metriä) normaalia korkeampi. Tulva ulottui monin paikoin kauas sisämaahan.
• Mahina-sykloni (1899, Australia): Bathurst Bayssä esiintyi kuitenkin historiallisista tiedoista päätellen noin 13 metrin (44 jalkaa) erittäin korkea myrskytulva (myrskytulva ja tähtitieteellinen nousuvesi), vaikka merkittävä osa siitä oli todennäköisesti jyrkän maaston aaltojen nousua.
• Bhola-sykloni (1970, Bangladesh): Tämä tuhoisa pyörremyrsky aiheutti arviolta yli 10 metriä korkean myrskytulvan, joka johti katastrofaalisiin tulviin matalalla sijaitsevassa Ganges-joen suistossa ja valtaviin ihmishenkien menetyksiin.
• Taifuuni Haiyan (2013, Filippiinit): Haiyan aiheutti massiivisen myrskytulvan, joka tuhosi rannikkoalueita ja jonka arvioiden mukaan tulva oli paikoin jopa noin 4,5 metriä, mikä vaikutti merkittävästi laajoihin tuhoihin ja kuolonuhrien määrään.

Voivatko muutkin myrskyt kuin hurrikaanit aiheuttaa myrskyaaltoja?

Vaikka hurrikaanit, taifuunit ja syklonit ovat yleisimpiä ja usein voimakkaimpia myrskytulvia aiheuttavia myrskytorvia voimakkaiden tuultensa ja matalapaineensa vuoksi, myös muut voimakkaat matalapainejärjestelmät voivat aiheuttaa niitä. Merkittäviä esimerkkejä ovat mm:

• Nor'easters: Nämä Pohjois-Amerikan itärannikolla vaikuttavat ekstra-trooppiset syklonit voivat aiheuttaa huomattavia myrskytulvia erityisesti silloin, kun ne pysähtyvät tai liikkuvat hitaasti lähellä rannikkoa.
• Muut voimakkaat ekstratrooppiset syklonit: Myös voimakkaat talvimyrskyt ja muut syvän matalapaineen järjestelmät keskileveysasteilla voivat aiheuttaa huomattavia myrskytulvia rannikkoalueilla.

Keskeistä on, että voimakkaat, jatkuvat tuulet työntävät vettä kohti rannikkoa ja ilmakehän paine laskee merkittävästi. Nämä olosuhteet voivat esiintyä monenlaisissa voimakkaissa myrskyissä, ei vain trooppisissa sykloneissa.