HRVATSKI znanstvenici objavili su nedavno u vrlo prestižnom časopisu Reviews of Geophysics pregledni rad "Meteorološki tsunamiji: od lokalne opasnosti do globalne važnosti" u kojem su saželi svjetsko znanje o meteorološkim tsunamijima - razornim pojavama koje su na hrvatskoj obali poznate kao šćige.

Stanovnici brojnih dijelova hrvatske obale dobro su upoznati sa snagom meteoroloških tsunamija i štetama koje redovito donose. Najpoznatiji takav događaj zbio se 21. lipnja 1978. u Veloj Luci, kada je plimni val visok više od šest metara prodro duboko u luku, poplavio kuće te prouzročio veliku materijalnu štetu.

Što je meteorološki tsunami?

Za razliku od klasičnih tsunamija, valovi meteo tsunamija ne nastaju zbog potresa, nego zbog atmosferskih poremećaja koji se razvijaju na malim prostornim i vremenskim skalama te rezonacijom prenose energiju valovima.

Rezonancija nastaje kad se brzina poremećaja, praćena naglim skokovima tlaka zraka (do 10 hPa u deset minuta) i udarima vjetra (do 20 m/s), približi brzini valova plitkog mora. Valovi plitkog mora zahvaćaju cijeli stupac vode, a njihova brzina ovisi o dubini - brži su u dubljem, a sporiji u plićem moru. Približavanjem obali te zbog rezonancije unutar luka i zaljeva oscilacije se mogu povećati i do deset puta.

Gdje je rizik najveći?

Meteorološki tsunamiji bilježe se u brojnim uvalama duž hrvatske obale. Osobito su ugrožene uvale koje imaju izdužen, uzak i zatvoren oblik, primjerice u Starom Gradu i Vrboskoj na Hvaru te u Bakru, Istu i Malom Lošinju.

Slični razorni tsunamiji bilježe se i u mnogim obalnim područjima u svijetu poput onih na Balearima, u Japanu, na Velikim jezerima SAD-a, u Perzijskom zaljevu te uz obale Australije i Novog Zelanda.

Značaj naše obale i znanstvenika

Budući da su meteorološki tsunamiji osobito izraženi na hrvatskoj obali, njihovo proučavanje već je desetljećima u središtu interesa naših oceanografa.

Znanstvenici Ivica Vilibić, Jadranka Šepić i Petra Zemunik Selak svojim su dugogodišnjim radom, brojnim publikacijama i kroz mnoge istraživačke projekte, postigli međunarodno prepoznate rezultate u definiranju i kvantificiranju meteoroloških tsunamija, u razvoju prognostičkih modela i metoda ranog upozorenja te u izradi globalnih baza podataka za istraživanje ovog fenomena.

U novom radu naš je tim sažeo svjetsko znanje o meteorološkim tsunamijima - od povijesnih zapisa i globalne relevantnosti fenomena do tumačenja procesa koji prenose energiju iz atmosfere u more, tipičnih vremenskih uvjeta, utjecaja na obalu i ljude te razvoja prognostičkih i sustava ranog upozorenja. Obuhvaćene su i klimatske projekcije te rijetki tzv. planetarni meteorološki tsunamiji, poput onog izazvanog erupcijom vulkana Hunga Tonga-Hunga Ha'apai 2022. godine. Naime, ta je erupcija stvorila snažne atmosferske udarne valove koji su se munjevito proširili planetom, prenijeli energiju na površinu oceana i pokrenuli oscilacije koje su zabilježene tisućama kilometara od vulkana.

Moć meteo tsunamija često se zanemaruje

Autori ističu da se doprinos meteoroloških tsunamija ekstremnim razinama mora često zanemaruje, iako mogu biti jednako opasni kao olujni uspori koji poplavljuju obalne gradove poput Venecije. Rad donosi i popis glavnih istraživačkih praznina te budućih tema, a njegovi će zaključci služiti kao temelj za daljnja globalna istraživanja meteoroloških tsunamija.

Istraživanja hrvatskih znanstvenika pokazuju da će klimatske promjene u budućnosti predstavljati izazov za obalne zajednice, jer se, među ostalim, očekuje da će povećati učestalost i jačinu meteoroloških tsunamija. Oni će dodatno povećati rizik za obalna područja koji će uzrokovati porast razina mora izazvan otapanjem leda i širenjem vode zbog porasta temperature.

Kako se prilagoditi budućnosti?

Vilibić kaže da bi mjere prilagodbe obalnih područja na djelovanje meteoroloških tsunamija trebale uglavnom slijediti prilagodbu obale na ekstremne razine mora.

"No postoje i specifične mjere koje bi trebalo dodatno provoditi. Jedan od primjera neadekvatnog upravljanja obalom dolazi iz Španjolske u kojoj je produljenje jednog lukobrana rezultiralo pojačanjem oscilacija razine mora i morskih struja unutar luke. Naime, još je 1961. jedan od najpoznatijih svjetskih oceanografa, Walter Munk, teorijski opisao fenomen zvan 'lučki paradoks', koji kaže da smanjenje širine ulaza u luku, primjerice izgradnjom ili produljenjem zaštitnog lukobrana, može luku zaštiti od vjetrovnih valova, ali i istovremeno pojačati oscilacije razine mora.

Simulacije u jednom od najugroženijih zaljeva u Jadranu, Zaljevu Vela Luka, koje su napravili Clée Denamiel i suradnici, pokazale su da bi produbljivanje unutarnjeg dijela luke na dubinu od pet metara pojačalo oscilacije u tom dijelu luke za oko 20%, odnosno za oko jedan metar u slučaju meteo tsunamija kakav se zbio 1978. Stoga je kod izgradnji lukobrana, marina, ribarskih luka, nasipavanja obale i slično, potrebno napraviti simulacije koje će pokazati hoće li predložene intervencije ugroziti ili zaštititi luku", tumači Vilibić.

Presudni trenutak digitalizacije mjerenja

Vilibić je osobno sudjelovao u europskom projektu modernizacije mreže mareografa i ugradnje digitalnih mjernih pretvarača koji su omogućili razvoj znanosti o meteo tsunamijima. "Samo nekoliko tjedana nakon njihova postavljanja, u lipnju 2003., snažan meteo tsunami pogodio je srednji Jadran i prouzročio veliku štetu", rekao je Vilibić.

Novi instrumenti tada su prvi put zabilježili cjelovit tijek takvog događaja. "To me je potaknulo da se posvetim istraživanju ovog fenomena", istaknuo je splitski oceanograf.

Vilibić i danas, kroz rad u nekoliko instituta te kroz brojne međunarodne suradnje radi na istraživanju meteo tsunamija. Mentorirao je niz mladih znanstvenika, među kojima i Jadranku Šepić i Petru Zemunik Selak, a 2019. u Splitu je organizirao prvu svjetsku konferenciju o meteo tsunamijima.

Mreže mjerenja i rani sustavi upozorenja

Dr. sc. Jadranka Šepić, koja još iz djetinjstva u Vrboskoj pamti "šćige" koje su znale preokrenuti barke, danas je izvanredna profesorica na splitskom PMF-u i dobitnica brojnih nagrada.

"Nakon doktorata pod mentorstvom Ivice Vilibića, vodila sam tri projekta o meteo tsunamijima, uključujući dva ERC projekta, koji se često nazivaju znanstvenim Oscarima. U sklopu projekta MESSI postavili smo mrežu mareografskih i meteoroloških postaja u Hrvatskoj i Italiji, koja i danas čini temelj praćenja ovih pojava", rekla je Šepić.

Globalna baza i širenje vidljivosti

Mareografska mjerenja omogućila su dr. sc. Petri Zemunik Selak s Instituta za oceanografiju i ribarstvo, dobitnici Državne nagrade za mlade znanstvenike 2022., da proširi istraživanja meteoroloških tsunamija na globalnu razinu.

"Tijekom doktorata prikupila sam minutna mjerenja razine mora sa stotina postaja i izradila globalnu bazu podataka koja danas služi istraživačima diljem svijeta. Na temelju tih zapisa razvijamo rekonstrukcijske i prognostičke modele te planiramo primjenu strojnog učenja za poboljšanje sustava ranog upozorenja", rekla je Zemunik Selak.