Aallokko Itämerellä

Korkeimmaksi ja pisimmäksi aallokko pääsee kasvamaan Itämeren suurimmassa altaassa, varsinaisella Itämerellä, jossa korkeimmat yksittäiset aallot ovat olleet 14 metrin luokkaa. Myös Selkämeren etelä- ja pohjoisosissa esiintyy korkeata aallokkoa pidempien pyyhkäisymatkojen takia, kun tuuli käy Selkämeren pituuden suuntaisesti. Suomenlahdella korkeimmat aallokot mitataan kovien lounais- ja itätuulien aikana, kun aallokko pääsee kasvamaan lahden suuntaisesti. Suomenlahden kapeus kuitenkin rajoittaa aallokon kasvua ja aallokko jää pienemmäksi kuin samalla pyyhkäisymatkalla leveämmässä merialtaassa.

Aallokkoa Itämerellä. Kuva: Anni Montonen.

Itämerellä aallokon hallitseva (modaalinen) periodi eli jaksonaika on tyypillisesti 4-6 sekunnin luokkaa, suurimmat hallitsevat periodit voivat kuitenkin olla 12-13 sekuntia. Aaltojen kannalta syvässä vedessä tyypilliset periodin arvot vastaavat 25 - 60 metrin aallonpituuksia, pisimpien periodien vastatessa 225 - 260 metrin aallonpituuksia. Itämeren syvyysoloissa nämä pisimmät aallot tuntevat pohjan vaikutuksen ja niiden aallonpituus on jo lyhentynyt.  Lähempänä rantaa mataloituminen aiheuttaa selkeitä muutoksia aallokon jyrkkyydessä, korkeudessa ja suunnassa. Myös ulompana sijaitsevat matalikot, joita löytyy mm. Suomen Leijonan lähistöllä varsinaisen Itämeren pohjoisosissa, voivat aiheuttaa aallokkokeskittymiä ja tyrskyjä.

Rantaviiva ja jääpeite vaikuttavat

Avomerellä merialtaiden muodot vaikuttavat aallokon suuntaan: aallokon hallitseva suunta pyrkii ohjautumaan pidemmän pyyhkäisymatkan suuntaiseksi. Itämeren pitkänomaisissa altaissa tämä näkyy, kun tuuli puhaltaa merelle vinosti rannan suhteen. Erityisen selvästi ilmiö näkyy Suomenlahdella, jossa aallot ohjautuvat hyvin usein lahden pituussuuntaiseksi. Esimerkiksi Suomenlahden kapeimmassa kohdassa aallokon hallitseva suunta on usein joko lounaasta tai idästä. Tällöin tuulen ja aallokon suunnilla voi olla jopa 45 asteen ero.

Varsinkin Suomen rannikko on saaristoista. Saaret vaimentavat hyvin tehokkaasti aallokkoa ja estävät pidemmän ulkomeren aallokon pääsemisen rantaan. Aallot voivat myös murtua jo ennen saaristovyöhykettä veden mataloitumisen seurauksena. Aivan sisäsaaristossa aallokko on lähes aina paikallisesti kasvanutta.

Aallokkoa saariston suojassa Helsingin Kruunuvuorenselällä. Kuva: Jan-Victor Björkqvist

Talvinen jääpeite vaimentaa luonnollisesti paikallisen aallokon. Jääpeite aiheuttaa myös sen, että tuulen puhaltaessa jäältä päin, ulompana ja vielä avoimena olevan meren aallokko jää pienemmäksi, koska jääkenttä lyhentää pyyhkäisymatkaa. Jääkenttää kohti tuleva aallokko voi myös rikkoa jääkentän osallistuen näin talvimerenkululle vaikean ahtojäiden syntyyn.

Jäätä Itämerellä. Kuva: Ulpu Leijala.

Tuuli synnyttää aallot

Tuulen alkaessa puhaltaa tyynen vedenpinnan yllä, saa se veden virtaamaan aiheuttaen vedessä pyörteisyyttä. Pyörteisyys puolestaan saa aikaan paine-eroja, jotka rikkovat sileän vedenpinnan. Tuuli pääsee tarttumaan näihin "ryppyihin" ja alkaa kasvattaa niitä. Pienet aallot ovat aluksi jyrkkiä, mutta alkavat sitten kasvaa pituutta nopeammin kuin korkeutta. Lyhyemmät aallot etenevät hitaammin kuin pidemmät ja aallot vuorovaikuttavat keskenään vaihtaen energiaa. Pian veden pinnalla on näkyvissä aaltoja, joiden korkeus, pituus ja suunta vaihtelee: tuulen kehittämä aallokko on perusluonteeltaan epäsäännöllistä.

Veden pinta ei ole pelkästään passiivinen tuulen temmellyskenttä, vaan liikkuva aallokko erikokoisine ja välillä murtuvine aaltoineen vaikuttaa meren ja ilmakehän vuorovaikutukseen, kuten esimerkiksi liikemäärän ja kaasujen vaihtoon. Aallokko muun muassa muuttaa tuulia, jotka sitä kasvattavat.

Pyyhkäisymatka ja kestoaika rajoittavat kasvua

Sekä merellä että järvessä aallot kasvavat samojen fysiikan lakien mukaan, altaiden koot ja muodot ovat vain erilaiset. Aallokon kasvuun vaikuttavat tuulen nopeuden lisäksi ensisijaisesti tuulen kestoaika ja pyyhkäisymatka. Pyyhkäisymatkalla tarkoitetaan etäisyyttä rannasta tuulen yläpuolella, tai yleisemmin, matkaa jolla tuuli vaikuttaa. Kun tuulen kestoaika ei rajoita kasvua, pyyhkäisymatka määrää aallokon korkeuden.

Tuulen nopeus määrää sen, kuinka korkeaksi aallokko voi yleensä kasvaa kun tuulen kestoaika tai pyyhkäisymatka ei rajoita kasvua: aallokosta tulee silloin täysin kehittynyttä. Aallon nopeus on tällöin sama kuin tuulen nopeus. Myös vesialueen muoto ja veden syvyys vaikuttavat aallokon kasvuun. Aallot alkavat tuntea pohjan vaikutuksen, kun veden syvyys on alle puolet aallonpituudesta (kahden perättäisen aallonharjan välinen matka). Kun aallot saapuvat mataloituvaan veteen, niiden aallonpituus lyhenee, ne jyrkkenevät ja viimein murtuvat. Aaltojen kannalta riittävän matalassa vedessä ne voivat irrottaa pohjasta materiaalia, muun muassa sedimenttiä ja ravinteita.

Veden suolaisuudella tai lämpötilalla ei ole suurta merkitystä, ainoastaan ilman ja veden lämpötilaeron on todettu vaikuttavan aallokon kasvuun. Kun vesi on ilmaa lämpimämpää, aallot kasvavat jonkin verran nopeammin kuin päinvastaisessa tilanteessa. Syksyllä ja talvella vesi on usein ilmaa lämpimämpää, mutta ajanjakson korkeammat aallokot johtuvat pääasiassa siitä, että kovia tuulia on useammin kuin kesäkautena.

Tuulen tyyntyessä aallot muuttuvat mainingiksi

Kun tuuli tyyntyy, aaltojen nopeus on tuulen nopeutta suurempi, eikä tuuli enää pysty syöttämään energiaa aaltoihin: pienimmät aallot vaimenevat ja aallokko muuttuu mainingiksi joka kulkeutuu paikalta pois. Mainingiksi kutsutaan myös kaukaisesta myrskystä paikalle kulkeutunutta aallokkoa. Valtamerillä mainingit voivat matkata tuhansiakin kilometrejä lähes vaimentumatta, ennen kuin ne rannikolla matalaan veteen jouduttuaan murtuvat aiheuttaen välillä komeita tyrskyjä.

Koska Itämeren aallot eivät meren koosta johtuen pääse kasvamaan yhtä pitkiksi kuin valtamerillä, ovat mainingitkin täällä lyhyempiä ja usein matalampia. Mainingit voivat kulkea merialueelta toiselle merialueiden syvyysoloista riippuen. Esimerkiksi Selkämerellä on havaittu varsinaiselta Itämereltä Ahvenanmeren kautta kulkeutunut maininki. Mainingit rantautuvat ja murtuvat Itämerellä kahden vuorokauden sisällä.