Valovi Južnega oceana (Antarktičnega oceana) postajajo vse večji in hitrejši, kar ogroža obale. Nekateri znanstveniki menijo, da bi valovi lahko pomagali spremeniti tok podnebne krize. Toda kakšne so posledice teh sprememb za naš planet, obale in prihodnost energetskih virov?
Fizika valov: Preprosta in zapletena hkrati
Fizika valov je hkrati zelo preprosta in neverjetno zapletena. Nelinearna narava dinamike vode pomeni, da lahko valovi ostanejo razmeroma pravilni. Ali pa se brez opozorila združijo v podivjane valove, ki ogrožajo ljudi ali potapljajo ladje.
Valovi so pomemben del oceanskega sistema. Pomagajo nadzorovati hitrost, s katero ocean absorbira toploto in ogljikov dioksid, ter oblikujejo in vzdržujejo obale. Tako kot se temperature oceanov dvigajo in vremenski vzorci spreminjajo, se spreminjajo tudi valovi. V nekaterih oceanih postajajo večji, močnejši in hitrejši. To ima zaskrbljujoče posledice za obale in obalne skupnosti.
Če pa jih bomo učinkovito izkoristili, bodo valovi in energija, ki jo prinašajo, morda prav tako prispevali k reševanju podnebne krize.
Kako nastanejo valovi in uničujoči valovi?
Valove, ki jih vidimo na gladini oceana, večinoma ustvarjajo vetrovi. Ker moč vetra ni nikoli enakomerna, ustvarja majhna nihanja na vodni površini. Ko je veter močnejši, ta nihanja rastejo, ustvarjajo vedno večje površine in prenašajo vedno več kinetične energije iz zraka v ocean. Ko se ta nihanja premikajo po vodni gladini, medsebojno delujejo in se združujejo. Naprej tvorijo valove, nato pa, ko postanejo pravilnejši, daljše in večje valove. Na odprtem oceanu lahko ti valovi dosežejo ogromne velikosti. Tam močni vetrovi pihajo brez prekinitve in se zaletijo ob obale v višjih zemljepisnih širinah.
Ogromne valove lahko ustvarijo tudi seizmični dogodki, kot so potresi in vulkanski izbruhi. Ena od večjih nesreč je bil primer iz leta 1958. Zemeljski plaz ob ustju zaliva Lituya Bay na Aljaski je postal val, visok 150 metrov, ki se je valil v ozek zaliv. Ko se je zlil v notranjost, je zravnal drevesa več kot 500 metrov nad morsko gladino. Toda njihova uničujoča moč je običajno bolj povezana z njihovimi izjemno dolgimi valovnimi dolžinami kot z njihovo višino.
Cunami Boxing Day leta 2004 je bil visok le približno 10 metrov. A ko je dosegel Aceh, je bil dejansko dolg 600 kilometrov, kar pomeni, da je kot ogromna plima prinesel ogromne količine vode v notranjost.
Valovi tudi pod vodno površino
Valovi, ki jih vidimo na površju, niso edini valovi v oceanu. Ocean je razslojen na različne plasti z različno temperaturo in slanostjo. Tako kot valovi nastajajo na meji med vodo in zrakom, lahko odtok sladke vode iz rek in ledenikov ali sile plimovanja povzročijo valovanje vzdolž meja med temi plastmi. Celo dnevno gibanje plimovanja je v resnici ogromen val, ki ga ustvari gravitacija lune in sonca.
Ti procesi igrajo pomembno vlogo pri mešanju oceanov. Pomagajo prenašati gostejšo, hladnejšo vodo iz oceanskih globin proti površini ter prenašati hranila in ogljik iz osončenih zgornjih plasti v globljo vodo.
Povečanje valov in vpliv podnebnih sprememb
Razumevanje, kako spreminjajoče se podnebje vpliva na te različne sisteme, ni preprosto. Dr. Mark Hemer iz CSIRO pravi, da so »valovi v bistvu produkt vetrov, kar pomeni, da nanje vplivajo spremembe atmosferskega kroženja na površini.« Ker globalno segrevanje povečuje količino energije v ozračju, povzroča močnejše vetrove in močnejše nevihte, kar povzroči večje in močnejše valove.
Raziskave kažejo, da se je višina valov v Južnem oceanu med letoma 1985 in 2018 povečala za 30 centimetrov. To je približno centimeter na leto. To povečanje ni omejeno zgolj na Južni ocean, temveč vpliva tudi na druge oceane (Tihi ocean, južni Atlantik in Indijski ocean).
Prav tako se povečuje energija valov, ki se je od leta 1980 povečala za približno 8 %. Pri čemer se je stopnja sprememb opazno povečala od začetka stoletja, kar ne odraža le sprememb v višini valov, temveč tudi vse močnejše nevihte in pogostejše ekstremne valovne dogodke.
Vpliv na obalne skupnosti in gospodarstvo
Znanstveniki napovedujejo, da bo do leta 2100 približno 60 % svetovne obale doživelo večje in pogostejše ekstremne valove. Napovedujejo, da bi se lahko brez drastičnih zmanjšanj emisij ekstremni dogodki na gladini morja do konca stoletja povečali desetkrat ali celo več. To bo imelo katastrofalne posledice za obalne skupnosti. Poplave naj bi zmanjšale vrednost svetovnega gospodarstva za kar 20 %.
Ena izmed groženj je tudi dvig morske gladine, ki povečuje vpliv večjih valov in neurja. Učinke večjih in močnejših valov so občutili tudi na obali v Sydneyu. Odneslo je približno 25 metrov obale pri Narrabeenu in Collaroyu, pri čemer je na plažo odložilo bazen in pustilo hiše viseti s pečin.
Večji valovi so prav tako prispevali h katastrofalnim poplavam na številnih pacifiških otokih, pomagali odstraniti na stotine metrov peska s plaž in pospešili umik pečin v jugozahodni Angliji in Franciji. Prispevajo tudi k pospeševanju katastrofalnih učinkov taljenja permafrosta in dvigovanja morske gladine na ranljive skupnosti na Arktiki, kjer se obale že umikajo za več metrov na leto.
Pričakovati je, da bo tudi v delih sveta, kjer se predvideva zmanjšanje višine valov, verjetno prišlo do sprememb v frekvenci, dolžini ali smeri valov. To lahko povzroči velike spremembe v naravnem gibanju peska in usedlin ter povečanje poplav in neviht.
Valovi kot obnovljivi vir energije
Medtem, ko so mnogi znanstveniki zaskrbljeni glede morebitnega uničenja in motenj zaradi večjih in močnejših valov, drugi verjamejo, da imajo valovi pomembno vlogo pri reševanju podnebne krize.
Ocenjuje se, da je povprečna moč valov, ki prečkajo avstralski epikontinentalni pas, približno 10-krat večja od letne porabe energije v Avstraliji. In kljub izzivom razvoja tehnologij, ki so dovolj trdne, da prenesejo surovost morskega okolja, ima energija valov številne prednosti pred drugimi oblikami obnovljive energije. Čeprav je moč valov občasna, je precej manj spremenljiva kot veter ali sonce.
Čeprav so tehnologije za izkoriščanje valov še v razvoju, so že uspešno preizkusili naprave, ki pridobivajo energijo iz valov. Leta 2022 je podjetje WaveSwell v Melbournu uspešno uvedlo pretvornik energije valov z močjo 200 kW, ki lahko napaja do 200 domov. Na drugi strani celine pa so znanstveniki z Univerze Zahodne Avstralije začeli preizkušati naprave za pridobivanje energije valov po površini, ki uporablja tehnologijo, razvito na Univerzi v Manchestru.
Trenutno so te tehnologije manjšega obsega in jih je treba šele komercialno uporabiti. Medtem so tehnologije na veter in sonce že uporabljene v večjem obsegu. Kljub vse večjim naložbam v oceansko energijo, zlasti v Evropi, ZDA in na Kitajskem, uporaba energije valov in plimovanja ni še dosegla ravni, ki je potrebna, da bi svetu pomagali doseči neto nič emisij do leta 2050. Pri čemer je le nekaj projektov, ki so napredovali dlje od prototipne faze. Zagovorniki trdijo, da je sektor na robu hitre rasti, drugi pa ostajajo skeptični.
Bolj vroč svet pomeni več turbulence, tako dobesedno kot metaforično. Večji in močnejši valovi pa so del tega. Ampak ponujajo tudi pomembne priložnosti za razvoj novih oblik obnovljive energije. Čeprav so učinki podnebnih sprememb, kot so večji valovi, že občutni, je optimizem možen, če se tehnologije za izkoriščanje valov in drugih morskih virov začnejo širiti in razvijati.
Avtor: M.B.
Vir: theguardian.com
Viri slik: Freepik
