Bis zu 12 Prozent weniger Regen: Wie Offshore-Windparks das Küstenwetter verändern
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Offshore-Windkraftanlagen beeinflussen Luftströmungen und den regionalen Niederschlag.
Offshore-Windparks sind ein zentraler Pfeiler der europäischen Energiewende. Bis zum Jahr 2050 soll die Leistung der Windkraftanlagen in der Nordsee nach aktuellen Zielvorgaben auf bis zu 300 Gigawatt anwachsen.
Dieser massive Ausbau bleibt jedoch nicht ohne meteorologische Folgen. Eine Forschungsgruppe um Naveed Akhtar vom Helmholtz-Zentrum Hereon in Geesthacht hat nachgewiesen, dass große Windparks auf See die regionale Niederschlagsverteilung messbar beeinflussen.
Die im Fachjournal Communications Earth & Environment veröffentlichte Studie analysierte mithilfe hochauflösender Klimamodelle verschiedene Ausbaustufen in Nord- und Ostsee – vom Status quo 2023 bis hin zu maximalen Kapazitätsszenarien für 2030 und 2050.
Offshore-Windpark-Flächen auf dem Meer
Mehr Regen auf See, Dürreeffekte an Land
Die Simulationen belegen, dass die Rotoren der Meereswinde abbremsen. Diese lokale Reduktion der Windgeschwindigkeit verändert den Austausch von Wärme, Feuchtigkeit und Impuls zwischen Wasseroberfläche und Atmosphäre grundlegend.
Während die heutigen Anlagen und der für 2030 geplante Ausbau nur minimale Effekte zeigen, führt ein Vollaufbau bis 2050 zu deutlichen Verschiebungen: Direkt über den Meereswindparks steigt die Niederschlagsmenge um 12 bis 18 Prozent an.
Gleichzeitig verringern sich die Regenmengen an den angrenzenden Küsten West- und Nordeuropas spürbar.
Auswirkungen auf deutsche Küstenregionen
Besonders die Küstengebiete in den Niederlanden und Dänemark verzeichnen in den Modellen einen Rückgang um sechs bis zehn Millimeter Regen pro Monat. Das entspricht einem Minus von bis zu 15 Prozent.
In Deutschland sind vor allem der Nordwesten Schleswig-Holsteins sowie niedersächsische Küstenabschnitte betroffen. Hier errechnete das Team ein Niederschlagsdefizit von fünf bis acht Millimetern monatlich – ein Rückgang von bis zu zwölf Prozent im Vergleich zu einer Nordsee ohne Windräder.
Grafische Darstellung der modellierten Niederschlagsveränderungen
Mechanismus: Feuchtigkeitsverlust vor der Küste
Der physikalische Prozess hinter dem Phänomen basiert auf der Entnahme kinetischer Energie. Die Rotorblätter erzeugen starke Turbulenzen, wodurch feuchte Meeresluft in höhere Schichten transportiert wird.
Dort kühlt sie ab, kondensiert und bildet Wolken, die sich noch direkt über den Windparkflächen auf See abregnen. Die Luftmassen, die anschließend das Festland erreichen, enthalten folglich deutlich weniger Feuchtigkeit, was die Wolken- und Regenbildung an den Küsten hemmt.
Extremszenario als Grundlage
Die Forschenden betonen, dass diese ausgeprägten Wetterveränderungen an eine maximale Auslastung gekoppelt sind. Im 2050-Szenario wurde eine Leistungsdichte von acht Megawatt pro Quadratkilometer auf allen potenziellen Flächen in Nord- und Ostsee angenommen.
Diese Annahme übertrifft die derzeitigen EU-Ausbauziele. Die Berechnungen dienten dazu, die physikalischen Grenzen und potenziellen klimatischen Auswirkungen großflächiger Offshore-Projekte für künftige Planungen sichtbar zu machen.