3. Hüdrosfäär

Lained

Maailmamere pind püsib harva tasane. Mida avatum ja suurem on meri, seda tugevamad tuuled seal puhuvad. Tuul viib veemassid tasakaaluasendist välja ja raskusjõud püüab need jälle tagasi tasakaaluasendisse viia. Selle tulemusena hakkab merepind võnkuma ja tekivad lained.

Merel on tuulelainete pikkus umbes 100 m ja kõrgus kuni 8 m. Läänemerel on laine kõrgus tavaliselt 1-2 m, avamerel tormiga kuni 10 m. Avaookeani lained on eriti kõrged ja võimsad, ulatudes tormiga mitmekordse maja kõrguseni.

Madalas meres on lainetusele takistuseks merepõhi, mis aga ookeanis mõju ei avalda. Veeosakeste liikumist merelaines on keeruline kirjeldada. Lihtsamal juhul liiguvad veeosakesed mööda ringikujulisi orbiite. Kui visata merre puutükike, siis liigub see laineharja möödumisel veidi edasi, ning lainepõhja möödumisel tagasi. Selline edasi-tagasi liikumine kordub, kuid puutükk näib paiknevat ikkagi umbes samas kohas. Järelikult ei liigu vesi lainega edasi, vaid veeosakesed tiirlevad mööda kinniseid trajektoore. Kui tuul lakkab, vaibub pikkamööda ka lainetus.

Ranna lähedal meres muutub lainetus ranna kuju ja põhjareljeefi mõjul:

• kui rand on madal, siis lainepõhja liikumine aeglustub hõõrdumisel vastu merepõhja. Lainehari liigub kiiremini kui lainepõhi, jõuab lainepõhjast ette ning murdub – tekib murdlaine;
• kui rand on järsk ja mere sügavus ranna lähistel on suurem kui pool lainepikkust, siis rannale lähenev laine praktliselt ei muutu: randa jõudes põrkuvad lained sealt tagasi ja liituvad vastutulevate lainetega;
• kui merepõhi läheb sujuvalt üle maismaaks, siis ei põrku lained sealt tagasi, vaid paiskuvad maale;
• kui rannale lähenedes mere sügavus väheneb aeglaselt ning randa ja veepiiri lahutab järsk rannaäär, siis lainehari puruneb vastu rannaäärt ja tekib säbarlainetus, mille kõrgus võib ulatuda mitmekümne meetrini. Säbarlainete allalangemisel löövad veemassid vastu põhja, tekitades seal küllalt suuri purustusi. See on ohtlik sadamarajatistele

Lisaks tuulele tekitavad laineid ka maavärinad. Vahel, kui maakoore liikumised ookeanipõhjas on eriti ulatuslikud, võivad sellega kaasneda hiidlained ehk tsunamid, mis esinevad kõige sagedamini Vaikse ookeani rannikul. Nende kõrgus võib ulatuda kuni 30 meetrini ja randa jõudes võivad nad tekitada katastroofilisi purustusi. Tsunamid on palju kahju tekitanud Filipiinide ja Jaapani tihedalt asustatud rannikuil, mis asuvad laamade põrkumise piirkonnas ja on seetõttu maavärinaohtlikud.

Looded

Suuri veemasse panevad liikuma ka looded ehk tõus ja mõõn. Kuu ja vähemal määral ka Päikese külgetõmbejõu tõttu muutub maailmamere veetase kindla ajavahemiku järel. Kuuga ühte suunda jäävas Kuu poolses Maa osas ja täpselt maakera vastaspoolel valitseb külgetõmbejõu tõttu tõus. Piirkondades, mis jäävad Maa ja Kuu vahelisest kujutletavast teljest kaugemale, esineb samal ajal mõõn. Sealt on vesi tõusu tõttu ära valgunud. Maa pöörlemisel ümber oma telje satuvad Kuule lähemale järjest uued piirkonnad. Kuu mõjust tingitud tõusuperiood kordub iga 12 tunni ja 25 minuti järel. Seega esineb tõusu- ja mõõnanähtus maailmameres kaks korda ööpäevas. Kuna Päike asub Maast palju kaugemal kui Kuu, siis on Päikesest tingitud looded nõrgemad. Noorkuu ja täiskuu ajal, kui Päike ja Kuu on Maa suhtes peaaegu ühel sirgel, liituvad mõlema taevakeha mõjust tingitud looded ja saavutavad oma maksimaalse kõrguse. Kui Kuud ja Päikest Maa tsentriga ühendavad sirged moodustavad täisnurga (Kuu on siis kas esimeses või viimases veerandis), siis mõlemate taevakehade mõjud osaliselt tasakalustuvad ja looded on kõige madalamad.

Avaookeanil pole see nähtus märgatav, tagasihoidlikud on looded ka ookeaniga nõrgemalt seotud meredes (nt Läänemeres). Tõus ja mõõn on silmatorkavad eelkõige ookeanile avatud madalal rannikul (ulatuslik üleujutus) ja mere suunas laienevates kitsastes lahtedes (suur veetaseme kõikumine, sest kitsas lahes pole tõusulainel ruumi laieneda ja veemass surutakse üha kõrgemale). Loodete ulatust võib suurendada ka soodne pärituul. Kanada rannikul Fundy lahes on loodete ulatuseks mõõdetud koguni 18 m. Paljudel rannikualadel takistavad looded laevasõitu. Mitmed maailma sadamad, mis asuvad jõe suudmealal (London, Hamburg), on suurtele merelaevadele ligipääsetavad ainult tõusu ajal.

Hoovused

Hoovus on suure koguse ookeanivee horisontaalne ja enam-vähem püsiva suuna ja kiirusega liikumine, mis on põhjustatud püsiva suunaga tuultest, soolsuse või temperatuuri erinevustest. Lihtsamalt öeldes on hoovused nagu jõed meres. Nõrgemad hoovused kujunevad välja ka jõgede suubumisel merre. Hoovuseid liigitatakse temperatuuri või paiknemise alusel. Paiknemise alusel jagatakse hoovused pinna- ja süvahoovusteks. Kui pinnahoovusi mõjutab kõige rohkem tuul, siis süvahoovused paneb liikuma eelkõige vee tiheduse ja temperatuuri kõikumine.

Ekvaatoril osa vett aurub (1) ja seeläbi suureneb soola kontsentratsioon. Tuul lükkab vett pooluste suunas ja teel olles see jahtub (2). Pooluste läheduses külmub osa vett jääks, mis omakorda suurendab allesjääva vee soolasisaldust, ning vesi muutub lõpuks nii tihedaks ja raskeks, et vajub alla (3), moodustab keerise ja tõmbab muu vee kaasa. Põhja mööda voolab vesi tagasi ekvaatori poole (4), seguneb aja jooksul teiste veekihtidega ja kerkib soojemates piirkondades taas üles (5). Pealtvaates liiguvad maailmamere tähtsamad hoovused ringikujuliselt, põhjapoolkeral enamasti päripäeva ja lõunapoolkeral vastupäeva. See on tingitud maakera pöörlemisest (vt atm osast Coriolis’i jõud). Hoovuste ringkäigus on sarnasusi atmosfääri õhuringlusega, kuid on ka erinevusi, mis on tingitud maismaa ja mere jaotusest ning maailmamere põhjareljeefist.

Merehoovuste kiirus on tavaliselt väike – ligikaudu 1 km tunnis või veidi alla selle. Golfi hoovus liigub aga kuni 8 km/h ja kannab endaga suuri veemasse. New Yorgi lähistel kannab ta ühes sekundis kirde suunas 45 miljonit m³ vett ehk ligi 200 korda rohkem kui maakera veerikkaim jõgi Amazonas. Golfi hoovusest veelgi suuremaid veehulkasid paneb liikuma ümber Antarktika ringlev külm Läänetuulte hoovus. Temperatuuri alusel jagunevad hoovused soojadeks ja külmadeks. Soojas hoovuses on vee temperatuur kõrgem kui ümbruskonnas, külmas hoovuses vastupidi. Soojad hoovused liiguvad ekvaatori poolt pooluste suunas, kaardil kujutatakse neid punase värviga. Külmad hoovused liiguvad poolustelt ekvaatori suunas ja neid kujutatakse kaardil sinise värviga.

Hoovustel on suur mõju nende kohal asuvatele õhumassidele. Sooja hoovusega kaasneb soojema õhu juurdevool, külm hoovus toob kaasa külmemad õhumassid. Soojade hoovuste kohal on õhus rohkesti veeauru, mis muudab kliima niiskemaks ja pehmemaks. Külmad hoovused, vastupidi, toovad endaga kaasa jahedamat ja kuivemat õhku.

Hoovuste liikumine ookeanides on küllalt keeruline ning nende mõju saarte ja rannikualade kliimale suur. Põhja-Euroopa kliimat mõjutab oluliselt sooja Golfi hoovuse üks haru – Põhja-Atlandi hoovus. Selle hoovuse tõttu on võimalik elu Islandil ja Skandinaavia poolsaare põhjaosas, kus muidu valitseks sootuks karmim kliima. Soe õhk Atlandi ookeanilt kandub üle Skandinaavia mäestiku ka Eestisse. Läänemeremaade aasta keskmine õhutemperatuur on sooja Põhja-Atlandi hoovuse mõjul kuni 10 ⁰C kõrgem, võrreldes samal laiuskraadil asuvate Siberi aladega. Hoopis teistsuguse mõjuga on külm Labradori hoovus, mis kujundab oluliselt Põhja-Ameerika idaranniku kliimat.

Hoovused on väga olulised mereelustikule. Avamerekalad koevad hoovustes keset ookeani ja hoovused kannavad maimud õigeks ajaks õigesse kohta – sinna, kus neil on piisavalt süüa. Tõeliselt turbulentne elu käib aladel, kust toitainerikkast süvamerest ülespoole suunduvad hoovused viljastavad mere pinnakihte. Nähtust nimetatakse „süvaveekerkeks“ ja see leiab aset eelkõige ookeanibasseinide idaservades: näiteks Namiibia, Mauritaania, Peruu ja California ranniku lähedal. Valitsevad tuuled lükkavad vee rannikust eemale ja sügavustest voolab asemele uus. Seetõttu paljuneb plankton ülirikkalikult, pakkudes kaladele, merelindudele ja vaaladele toitu. Külmade ja soojade hoovuste kokkupuutealal, kus elutingimused on eriti mitmekesised, paiknevad maailmamere kalarikkaimad piirkonnad.