Sehr große Offshore-Windparks könnten Niederschläge regional verlagern. Modellrechnungen zeigen mehr Regen über intensiv bebauten Meeresflächen und weniger Niederschlag in einigen Küstenregionen. Besonders betroffen wären bei einem extremen Ausbauszenario Teile Deutschlands, Dänemarks, der Niederlande und Großbritanniens. Die Ergebnisse sind jedoch keine Wettervorhersage, sondern zeigen mögliche langfristige Effekte eines technisch maximalen Ausbaus.
Verändern Offshore-Windparks den Niederschlag an den Küsten?
| Untersuchter Aspekt | Zentrales Ergebnis | Wichtige Einordnung |
|---|---|---|
| Windgeschwindigkeit | Abnahme um bis zu 2 bis 3 Meter pro Sekunde über großen Windparkflächen | Der stärkste Effekt tritt direkt in und hinter den Anlagen auf |
| Niederschlag über dem Meer | Zunahme um etwa 12 bis 18 Prozent über Windparkgebieten möglich | Bei südwestlichen Winden wurden teilweise noch höhere Werte simuliert |
| Niederschlag an Küsten | Regionaler Rückgang von etwa 5 bis 15 Prozent möglich | Besonders deutlich im extremen Szenario für die Zeit nach 2050 |
| Untersuchungszeitraum | Wetterdaten von 2008 bis 2017 | Das Jahrzehnt bildet unterschiedliche Wetterlagen statistisch ab |
| Verwendetes Modell | Regionales Klimamodell COSMO-CLM | Es handelt sich um Simulationen, nicht um direkte Messungen zukünftiger Zustände |
| Ausbauszenario | Maximale Nutzung aller ausgewiesenen Entwicklungsflächen | Das Szenario geht über die derzeit diskutierten EU-Ausbauziele hinaus |
Faktenbox: Meldung, Bedeutung und Einordnung
Meldung: Eine Studie des Helmholtz-Zentrums Hereon kommt zu dem Ergebnis, dass ein sehr weitreichender Ausbau der Offshore-Windenergie die regionale Verteilung von Niederschlägen verändern könnte.
Bedeutung: Windparks erzeugen nicht nur Strom. Sie verändern auch Windgeschwindigkeit, Turbulenz, vertikale Luftbewegung und den Transport von Feuchtigkeit.
Einordnung: Die Resultate sind vor allem für maritime Raumplanung, Küstenschutz, Landwirtschaft, Wasserwirtschaft, Naturschutz und die grenzüberschreitende Energieplanung relevant. Sie sprechen nicht gegen Offshore-Windenergie, sondern für eine wissenschaftlich begleitete Planung.
Was zeigt die Studie über Offshore-Windparks und Niederschlag?
Offshore-Windparks gehören zu den zentralen Bausteinen der europäischen Energiewende. Auf dem Meer weht der Wind häufig stärker und gleichmäßiger als an Land. Dadurch können Windenergieanlagen auf See über längere Zeiträume Strom erzeugen. Die Europäische Union und die Nordseeanrainer planen deshalb einen umfangreichen Ausbau der installierten Leistung.
Mit der wachsenden Größe einzelner Windparks und der zunehmenden Zahl benachbarter Anlagen stellt sich allerdings eine neue Frage: Können sehr große Offshore-Windparkgebiete nicht nur das lokale Windfeld, sondern auch Wolkenbildung und Niederschlag beeinflussen?
Forschende des Hereon-Instituts für Küstensysteme haben diese Frage mithilfe eines hochauflösenden regionalen Klimamodells untersucht. Die Ergebnisse wurden im Fachjournal Communications Earth & Environment veröffentlicht. Die Studie betrachtet bestehende Offshore-Windparks sowie technische Szenarien für 2030 und für einen besonders umfangreichen Ausbau nach 2050.
Das zentrale Ergebnis lautet: Bei einem sehr großflächigen Ausbau könnte der Niederschlag über den Windparkgebieten zunehmen. Gleichzeitig könnten einige Regionen an den angrenzenden Küsten weniger Regen erhalten. Dieser Effekt entsteht nicht überall in gleicher Stärke. Er hängt unter anderem von Windrichtung, Windgeschwindigkeit, Turbinendichte, Turbinengröße und Lage der Windparkflächen ab.
Wie wurde der mögliche Einfluss der Offshore-Windparks untersucht?
Für die Untersuchung verwendete das Forschungsteam das regionale Klimamodell COSMO-CLM in der Version 6.0. Ein regionales Klimamodell berechnet atmosphärische Vorgänge für ein räumlich begrenztes Gebiet mit einer deutlich feineren Auflösung als viele globale Klimamodelle.
Das Modellgebiet umfasste den nordwesteuropäischen Schelf sowie Nordsee und Ostsee. Die horizontale Auflösung lag bei ungefähr fünf Kilometern. In vertikaler Richtung arbeitete das Modell mit 62 Schichten. Dadurch konnten die Forschenden nicht nur bodennahe Veränderungen des Windes untersuchen, sondern auch Vorgänge in der Höhe der Rotoren und darüber.
In der Simulation werden die Windenergieanlagen nicht als einzelne sichtbare Türme dargestellt. Stattdessen nutzt das Modell eine sogenannte Windparkparametrisierung. Sie bildet ab, dass die Rotoren dem Wind Bewegungsenergie entziehen und gleichzeitig zusätzliche Turbulenz erzeugen.
Berücksichtigt wurden unter anderem:
- die Geschwindigkeit des Windes
- die Luftdichte
- die Größe der Rotorflächen
- die Höhe der Naben
- die Dichte der installierten Turbinen
- die Umwandlung von Bewegungsenergie in elektrische Energie
- die Entstehung turbulenter Luftbewegungen
- der Austausch von Wärme und Feuchtigkeit zwischen Meer und Atmosphäre
Die Forschenden führten insgesamt sechs Simulationen mit unterschiedlichen Ausbauzuständen und Turbinengrößen durch. Als Vergleich diente jeweils eine Kontrollrechnung ohne Offshore-Windparks. Untersucht wurden Anlagenklassen mit 5, 10 und 15 Megawatt Leistung.
Warum wurden Wetterdaten aus zehn Jahren verwendet?
Die Berechnungen basieren auf den Wetterbedingungen der Jahre 2008 bis 2017. Ein solcher Zeitraum ist wichtig, weil einzelne Jahre ungewöhnlich trocken, nass, windig oder ruhig sein können. Würde eine Untersuchung nur wenige Monate oder ein einzelnes Jahr betrachten, könnten zufällige Wetterlagen das Ergebnis stark beeinflussen.
Die zehnjährigen Simulationen ermöglichen es, verschiedene Jahreszeiten, Windrichtungen und Wetterlagen zu erfassen. Daraus lassen sich langfristige Mittelwerte ableiten. Die Studie sagt deshalb nicht voraus, an welchem Tag es in einer bestimmten Küstenstadt regnen wird. Sie untersucht vielmehr, wie sich die statistische Niederschlagsverteilung unter vergleichbaren atmosphärischen Bedingungen verändern könnte.
Faktenbox: Was bedeutet Niederschlagsverteilung?
Die Niederschlagsverteilung beschreibt, wo, wann und in welcher Menge Regen, Schnee oder anderer Niederschlag fällt. Eine Veränderung muss nicht bedeuten, dass es insgesamt weniger regnet. Niederschlag kann sich räumlich verlagern, etwa vom Küstenland auf vorgelagerte Meeresflächen.
Warum können Offshore-Windparks die Atmosphäre beeinflussen?
Windenergieanlagen entziehen der bewegten Luft einen Teil ihrer kinetischen Energie. Ein Teil dieser Energie wird in Strom umgewandelt. Hinter einem Rotor strömt die Luft deshalb langsamer als davor. Dieser Bereich wird als Nachlauf oder Wake bezeichnet.
Der Nachlauf einer einzelnen Anlage ist begrenzt. Bei großen Windparks überlagern sich jedoch die Nachläufe vieler Turbinen. Befinden sich mehrere Windparks in derselben Hauptwindrichtung, können sich die Effekte über größere Entfernungen fortsetzen. Frühere Untersuchungen zeigten, dass Nachläufe unter stabilen atmosphärischen Bedingungen mehrere Dutzend Kilometer weit reichen können.
Zusätzlich erzeugen Rotoren turbulente Luftbewegungen. Diese Turbulenz vermischt Luftschichten, die sich hinsichtlich Temperatur und Feuchtigkeit unterscheiden. Die Wirkung reicht deshalb über die reine Verringerung der horizontalen Windgeschwindigkeit hinaus.
Wie entstehen mehr Wolken und Niederschläge über Windparks?
Trifft eine Luftströmung auf ein großflächiges Windparkgebiet, wird sie abgebremst. Gleichzeitig wird die Luft stärker verwirbelt und vertikal durchmischt. In den Simulationen nahm die aufsteigende Luftbewegung über den Windparkflächen zu.
Steigt feuchte Luft auf, sinkt ihr Druck. Sie dehnt sich aus und kühlt dabei ab. Erreicht die Luft den sogenannten Taupunkt, kann Wasserdampf an winzigen Partikeln kondensieren. Es entstehen Wolkentröpfchen und unter geeigneten Bedingungen Niederschlag.
Die Modellrechnungen ergaben über den Windparkflächen im weitreichenden Szenario eine Zunahme des monatlichen Niederschlags um bis zu etwa 8 bis 10 Millimeter. Je nach Turbinengröße, Windrichtung und Gebiet entsprach dies ungefähr 12 bis 18 Prozent. Bei den in Nordwesteuropa häufigen südwestlichen Winden wurden über einigen Windparkflächen mittlere Zunahmen von rund 19 Prozent simuliert.
Warum könnte an den Küsten weniger Regen ankommen?
Wenn feuchte Luft bereits über dem Meer vermehrt Niederschlag abgibt, wird der verbleibende Feuchtigkeitsgehalt der Luft geringer. Die weiterziehenden Luftmassen transportieren dann weniger Wasserdampf in Richtung Küste.
Die Studie beschreibt damit eine räumliche Umverteilung. Über den Windparkgebieten kann mehr Niederschlag fallen, während in den nachgelagerten Küstenregionen weniger Feuchtigkeit für Wolken und Regen zur Verfügung steht.
Zusätzlich verändert sich die vertikale Luftbewegung hinter den Windparks. Während über den Anlagen verstärkt Luft aufsteigen kann, zeigten die Simulationen in nachgelagerten Gebieten teilweise eine schwächere Aufwärtsbewegung. Das kann die Bildung von Wolken und Niederschlag zusätzlich erschweren.
Welche Küstenregionen könnten weniger Niederschlag erhalten?
Die deutlichsten Veränderungen traten im extremen Ausbauszenario nach 2050 auf. Die Simulationen zeigten mögliche Niederschlagsrückgänge in Küstenregionen von Dänemark, Deutschland, den Niederlanden und Großbritannien.
Für Deutschland wurden insbesondere folgende Regionen genannt:
- nordwestliche Teile Schleswig-Holsteins
- Küstengebiete Niedersachsens
- Regionen, die bei südwestlichen Winden im Nachlauf großer Windparkcluster liegen
In Teilen der deutschen Küstenregionen lagen die simulierten Rückgänge ungefähr zwischen 5 und 8 Millimetern pro Monat. Prozentual entsprach dies je nach Gebiet und Zeitraum etwa 5 bis 8 Prozent.
In den Niederlanden wurde für viele Gebiete ebenfalls eine Abnahme um ungefähr 5 bis 8 Prozent berechnet. Als möglicher Grund gilt die räumliche Nähe zahlreicher vorgesehener Windparkflächen zur Küste.
Besonders ausgeprägt war das Signal in Teilen Jütlands. Dort zeigten die Berechnungen örtlich Rückgänge von mehr als 15 Prozent. Die Region liegt bei südwestlicher Luftströmung hinter großen geplanten Windparkflächen in der Nordsee.
Auch an der Westküste Großbritanniens wurden Niederschlagsabnahmen von etwa 5 bis 8 Prozent simuliert. Für Irland und den Osten Großbritanniens ergab sich trotz der Nähe zu möglichen Offshore-Standorten kein vergleichbar einheitlicher Effekt. Dies macht deutlich, wie wichtig Windrichtung, Geländeform und die räumliche Lage der Anlagen sind.
Regnet es dadurch automatisch an weniger Tagen?
Nicht unbedingt. Für Zentraljütland untersuchten die Forschenden zusätzlich die Zahl der Niederschlagstage. Diese blieb in der Simulation weitgehend konstant. Der geringere Gesamtniederschlag entstand dort vor allem dadurch, dass intensive Niederschlagsereignisse schwächer wurden.
Über einem vorgelagerten Windparkgebiet nahm die Anzahl der Niederschlagsereignisse dagegen leicht zu. Gleichzeitig verschob sich die Verteilung dort zu stärkeren Ereignissen. Das Ergebnis weist erneut darauf hin, dass Niederschlag nicht einfach verschwindet, sondern teilweise früher und an einem anderen Ort fällt.
Aktuelle Angebote (Werbung):
Warum ist die Windrichtung für Offshore-Windparks und Niederschlag entscheidend?
In Nordwesteuropa treten häufig südwestliche Winde auf. Sie transportieren feuchte Luft vom Atlantik über die Nordsee in Richtung Dänemark, Deutschland und Niederlande. Befinden sich große Windparkflächen auf diesem Weg, können sie die Luftströmung und den Feuchtigkeitstransport beeinflussen.
Die stärksten simulierten Rückgänge an den Küsten traten bei Windrichtungen zwischen etwa 200 und 280 Grad auf. Dieser Bereich entspricht südlichen bis westlichen, vor allem aber südwestlichen Strömungen.
Bei nordwestlichen Winden zwischen ungefähr 280 und 360 Grad waren die Auswirkungen auf den Küstenniederschlag dagegen gering. Auch bei selteneren Windrichtungen aus Nordost, Ost oder Südost zeigte sich kein ähnlich starkes und zusammenhängendes Signal.
Für die praktische Planung bedeutet das: Die Fläche eines Windparks allein reicht zur Beurteilung möglicher Klimaeffekte nicht aus. Entscheidend ist auch, wo ein Windpark im Verhältnis zu den vorherrschenden Windrichtungen, anderen Windparks und empfindlichen Küstenregionen liegt.
Welche Rolle spielt die Windgeschwindigkeit?
Die Stärke der simulierten Veränderungen hing ebenfalls von der Windgeschwindigkeit ab. Über den Windparkflächen nahm der Niederschlag besonders bei Windgeschwindigkeiten zwischen 12 und 25 Metern pro Sekunde zu. In diesem Bereich arbeiten moderne Turbinen häufig mit hoher Leistung.
Die deutlichsten Niederschlagsrückgänge über Land traten dagegen bei Geschwindigkeiten zwischen ungefähr 3 und 12 Metern pro Sekunde auf. Bei sehr schwachem Wind unterhalb der Einschaltgeschwindigkeit stehen die Rotoren still. Bei extrem hohen Geschwindigkeiten oberhalb der zulässigen Betriebsgrenze werden Anlagen aus Sicherheitsgründen ebenfalls abgeschaltet. In beiden Fällen fällt der unmittelbare Einfluss der rotierenden Turbinen geringer aus.
Welche Rolle spielen Größe und Dichte der Windenergieanlagen?
Die Forschenden verglichen technische Szenarien mit Turbinen der Leistungsklassen 5, 10 und 15 Megawatt. Bei gleicher installierter Leistung werden für kleinere Anlagen mehr einzelne Turbinen benötigt. Dadurch befinden sich mehr Rotoren auf einer bestimmten Fläche.
Im untersuchten Szenario verursachten die dichter angeordneten 5-Megawatt-Anlagen teilweise stärkere atmosphärische Veränderungen als größere Anlagen. Eine höhere Turbinendichte erzeugt insgesamt mehr Turbulenz und kann den Feuchtigkeitstransport stärker beeinflussen.
Größere und leistungsstärkere Anlagen könnten bei gleicher Gesamtleistung mit weniger Standorten auskommen. Das kann bestimmte Auswirkungen auf das Windfeld und den Luftaustausch reduzieren. Daraus folgt jedoch nicht automatisch, dass möglichst große Turbinen in jeder Hinsicht umweltverträglicher sind. Für eine vollständige Bewertung müssen weitere Faktoren berücksichtigt werden.
| Planungsfaktor | Mögliche atmosphärische Wirkung | Weitere Umweltaspekte |
|---|---|---|
| Turbinendichte | Mehr Rotoren können stärkere Turbulenz erzeugen | Größerer Flächenbedarf für Fundamente und Verkabelung |
| Turbinengröße | Höhere Rotoren beeinflussen andere Luftschichten | Sichtbarkeit, Schall und technische Anforderungen |
| Abstand der Anlagen | Beeinflusst Nachläufe und gegenseitige Abschattung | Wirkt sich auf Energieertrag und Flächennutzung aus |
| Lage des Windparks | Bestimmt die Wirkung bei vorherrschenden Windrichtungen | Relevant für Schifffahrt, Fischerei und Naturschutz |
| Größe des Windparkclusters | Große zusammenhängende Flächen können regionale Effekte verstärken | Kumulative Auswirkungen mehrerer Projekte sind zu prüfen |
Wie realistisch ist das untersuchte Ausbauszenario?
Die auffälligsten Ergebnisse stammen aus einem bewusst weitreichenden technischen Szenario. Dafür wurden sämtliche Flächen in Nordsee und Ostsee einbezogen, die grundsätzlich als mögliche Entwicklungsgebiete für Offshore-Windenergie identifiziert worden waren. Innerhalb dieser Flächen nahm das Modell einen maximalen Ausbau mit einer konstanten Leistungsdichte von 8 Megawatt pro Quadratkilometer an.
Die daraus resultierende Gesamtleistung liegt deutlich über dem häufig genannten europäischen Ausbauziel von 300 Gigawatt Offshore-Windenergie bis 2050. Die Studie beschreibt also keine bereits beschlossene oder mit Sicherheit eintretende Entwicklung.
Das Szenario erfüllt vielmehr die Funktion einer oberen technischen Grenze. Durch die hohe Dichte und die große räumliche Ausdehnung werden mögliche atmosphärische Effekte deutlicher sichtbar. Die Forschenden können dadurch untersuchen, welche Prozesse grundsätzlich auftreten und welche Größenordnung sie unter extremen Annahmen erreichen könnten.
Faktenbox: Was die Studie nicht behauptet
- Sie sagt keinen sicheren Niederschlagsrückgang von 15 Prozent für alle Küsten voraus.
- Sie belegt nicht, dass heutige Offshore-Windparks bereits großräumige Dürren verursachen.
- Sie stellt die Klimaschutzwirkung erneuerbarer Energien nicht grundsätzlich infrage.
- Sie ersetzt keine standortbezogene Umweltverträglichkeitsprüfung.
- Sie basiert nicht auf einem bereits verbindlich beschlossenen maximalen Ausbauplan.
Wie belastbar sind die Ergebnisse der Klimamodellierung?
Das verwendete COSMO-CLM ist ein etabliertes regionales Klimamodell. Die zugrunde liegende Windparkparametrisierung bildet den Entzug von Bewegungsenergie und die Entstehung von Turbulenz innerhalb der von Rotoren erfassten Luftschichten ab. Frühere Arbeiten verglichen modellierte Veränderungen der Windgeschwindigkeit unter anderem mit Messungen an Messmasten und aus Flugzeugen.
In der aktuellen Untersuchung zeigten sich räumlich zusammenhängende und statistisch erkennbare Veränderungen. Das spricht dafür, dass die berechneten Muster nicht einfach durch zufällige Schwankungen innerhalb der Simulation entstanden sind.
Trotzdem bleiben Unsicherheiten. Die Resultate beruhen auf einem einzigen regionalen Atmosphärenmodell und einer begrenzten Auswahl technischer Szenarien. Niederschlag gehört zu den kompliziertesten Größen in Wetter und Klimamodellen. Schon Änderungen bei räumlicher Auflösung, Wolkenphysik, Turbulenzberechnung oder Randbedingungen können die Ergebnisse beeinflussen.
Welche Grenzen müssen bei der Interpretation beachtet werden?
- Ein Klimamodell: Die Studie verwendet COSMO-CLM. Andere Modelle könnten bei denselben Annahmen abweichende Werte liefern.
- Technische Obergrenze: Das weitreichende Szenario liegt über den derzeit diskutierten politischen Ausbauzielen.
- Konstante Leistungsdichte: In der Realität unterscheiden sich Turbinendichte und Anlagenanordnung von Land zu Land und von Projekt zu Projekt.
- Historische Wetterlagen: Die Simulation nutzt die atmosphärischen Bedingungen von 2008 bis 2017. Ein zukünftiges Klima kann andere Grundbedingungen aufweisen.
- Keine direkte Zukunftsmessung: Aussagen über das Jahr 2050 sind modellgestützte Szenarien und keine beobachteten Tatsachen.
- Begrenzte Aussage zu Extremereignissen: Die Untersuchung konzentriert sich vor allem auf langfristige Mittelwerte. Starkregen, Dürren, Sturmfluten und Hochwasserrisiken benötigen weitere Analysen.
Die Autorinnen und Autoren fordern deshalb Untersuchungen mit mehreren Atmosphärenmodellen, unterschiedlichen Flächengrößen, variierenden Turbinendichten und realistischeren Ausbaupfaden. Erst dadurch lässt sich die Spannweite möglicher Effekte genauer bestimmen.
Bedeuten die Ergebnisse ein Argument gegen Offshore-Windenergie?
Nein. Die Studie kommt nicht zu dem Schluss, dass Offshore-Windparks wegen möglicher Niederschlagsänderungen grundsätzlich ungeeignet wären. Offshore-Windenergie kann große Mengen Strom erzeugen, ohne während des laufenden Betriebs fossile Brennstoffe zu verbrennen. Damit kann sie dazu beitragen, Treibhausgasemissionen im Energiesektor zu reduzieren.
Die Untersuchung zeigt jedoch, dass sehr große technische Infrastrukturen mit der Atmosphäre wechselwirken. Auch eine klimafreundliche Technologie ist nicht automatisch frei von lokalen oder regionalen Umweltwirkungen.
Eine sachliche Abwägung sollte daher sowohl Vorteile als auch mögliche Nachteile berücksichtigen.
Welche Vorteile bietet Offshore-Windenergie?
- hohe und vergleichsweise gleichmäßige Windgeschwindigkeiten auf See
- große Stromerträge moderner Anlagen
- geringerer direkter Flächenkonflikt mit Wohngebieten
- Beitrag zur Verringerung fossiler Stromerzeugung
- wichtige Ergänzung zu Solarenergie, Speichern und flexiblen Netzen
- Potenzial für eine langfristig klimaverträglichere Energieversorgung
Welche möglichen Nachteile müssen geprüft werden?
- Veränderung von Windfeldern und atmosphärischer Durchmischung
- mögliche Verschiebung regionaler Niederschlagsmuster
- Einflüsse auf Meeresströmungen und den Austausch von Wärme
- Auswirkungen auf Vögel, Meeressäuger und Lebensräume am Meeresboden
- Konflikte mit Fischerei, Schifffahrt und militärischer Nutzung
- Rohstoffbedarf, Wartung und späterer Rückbau der Anlagen
- gegenseitige Abschattung benachbarter Windparks
Die vernünftige Konsequenz besteht deshalb nicht in einem pauschalen Stopp. Sinnvoller sind realistische Ausbauvarianten, ausreichende Abstände, eine geeignete räumliche Verteilung und eine fortlaufende wissenschaftliche Kontrolle.
Warum sind die Ergebnisse für Küstenschutz und Landwirtschaft wichtig?
Wasserverfügbarkeit ist für Küstenregionen ein sensibles Thema. Niederschlag beeinflusst Grundwasserneubildung, Bodenfeuchte, Landwirtschaft, Flussabflüsse, Feuchtgebiete und die Versorgung von Städten und Gemeinden.
Ein Rückgang des mittleren Niederschlags muss nicht automatisch zu Wasserknappheit führen. Entscheidend sind Jahreszeit, Dauer, Bodenbeschaffenheit, Verdunstung und vorhandene Wasserspeicher. Weniger Niederschlag im Winter kann beispielsweise besonders relevant sein, weil in dieser Jahreszeit normalerweise ein großer Teil der Grundwasserneubildung erfolgt.
Die Studie fand die stärksten Niederschlagssignale vor allem im Herbst und Winter. Im Sommer zeigte sich dagegen kein konsistentes Muster. Für Landwirtschaft und Wasserwirtschaft sind solche saisonalen Unterschiede wichtiger als ein isolierter Jahresmittelwert.
Wie könnte ein Beispiel aus der Praxis aussehen?
Angenommen, eine Küstenregion erhält im langjährigen Mittel 70 Millimeter Niederschlag pro Monat. Ein modellierter Rückgang um 8 Prozent würde rund 5,6 Millimeter entsprechen. Dieser Wert wirkt zunächst überschaubar. Über mehrere Wintermonate und eine große Fläche kann daraus jedoch ein relevantes Wasservolumen entstehen.
Ob dies ökologische oder wirtschaftliche Folgen hätte, hängt vom jeweiligen Gebiet ab. Ein gut wasserversorgter Standort mit speicherfähigen Böden reagiert anders als eine Region, die bereits mit sinkenden Grundwasserständen, salzhaltigem Grundwasser oder häufigen Trockenperioden kämpft.
Genau deshalb sollten regionale Klimawirkungen frühzeitig in die Planung einfließen. Es wäre problematisch, erst nach einem sehr weitreichenden Ausbau festzustellen, dass eine bestimmte Anordnung der Windparks ungünstige Folgen verstärkt.
Welche rechtlichen und planerischen Fragen ergeben sich?
Offshore-Windparks unterliegen umfangreichen Genehmigungs- und Planungsverfahren. Dabei werden unter anderem Auswirkungen auf Meeresumwelt, Arten, Schifffahrt, Sicherheit und andere Nutzungen untersucht. Mögliche regionale Klimaeffekte könnten künftig einen zusätzlichen Prüfbereich darstellen.
Besonders wichtig ist die grenzüberschreitende Perspektive. Luftströmungen halten sich nicht an nationale Grenzen. Ein Windpark in der ausschließlichen Wirtschaftszone eines Landes kann bei bestimmten Windrichtungen atmosphärische Effekte in einem Nachbarstaat mitprägen.
Für die Nordseeanrainer bedeutet dies, dass nationale Ausbaupläne stärker miteinander abgestimmt werden sollten. Einzelne Projekte mögen jeweils vertretbar erscheinen. Die Summe vieler räumlich benachbarter Windparks kann jedoch andere Wirkungen entfalten als jeder Windpark für sich.
Relevante Planungsfragen sind beispielsweise:
- Wie groß dürfen zusammenhängende Windparkcluster werden?
- Welche Abstände zwischen einzelnen Gebieten sind sinnvoll?
- Wie verändern Hauptwindrichtungen die möglichen Auswirkungen?
- Können Korridore zwischen Windparks den Feuchtigkeitstransport unterstützen?
- Wie wirken unterschiedliche Turbinengrößen und Leistungsdichten?
- Welche Küstenregionen reagieren besonders empfindlich auf weniger Winterniederschlag?
- Wie lassen sich Atmosphäre, Ozean und Ökosystem gemeinsam modellieren?
Faktenbox: Für wen ist die Studie besonders wichtig?
- Behörden und politische Entscheidungsträger
- Betreiber und Planer von Offshore-Windparks
- Küstenländer und betroffene Kommunen
- Landwirtschaft und Wasserwirtschaft
- Küsten-, Meeres- und Naturschutz
- Fischerei und maritime Wirtschaft
- Forschungseinrichtungen und Klimadienste
Welche Forschung ist zu Offshore-Windparks und Niederschlag noch notwendig?
Die vorliegende Studie liefert einen wichtigen Ausgangspunkt, aber keine abschließende Bewertung. Für belastbarere Aussagen sollten weitere Modelle dasselbe Gebiet mit vergleichbaren Szenarien berechnen. Stimmen die räumlichen Muster trotz unterschiedlicher Modellansätze überein, steigt das Vertrauen in die Ergebnisse.
Darüber hinaus sind realistischere Ausbaupfade erforderlich. Statt ausschließlich eine technische Obergrenze zu simulieren, könnten künftige Arbeiten konkrete nationale Planungen und wahrscheinliche Projektentwicklungen berücksichtigen.
Besonders sinnvoll wären Untersuchungen zu folgenden Fragen:
- Welche Schwellenwerte gibt es? Es sollte geklärt werden, ab welcher Größe oder Dichte ein Windparkcluster deutliche Veränderungen auslöst.
- Welche Anordnung ist günstig? Unterschiedliche Abstände und räumliche Muster könnten den Energieertrag steigern und atmosphärische Auswirkungen verringern.
- Wie wirkt der Klimawandel zusätzlich? Künftige Temperaturen, Verdunstung und Luftfeuchtigkeit können die Wirkung von Windparks verändern.
- Was geschieht im Ozean? Veränderte Windgeschwindigkeiten können Wellen, Strömungen, Durchmischung und Nährstofftransport beeinflussen.
- Wie reagieren Ökosysteme? Veränderungen von Licht, Temperatur, Sauerstoff und Nährstoffen können Auswirkungen auf marine Lebensräume haben.
- Was zeigen Messungen? Satelliten, Wetterradar, Messbojen, Flugzeuge und Küstenstationen könnten modellierte Effekte überprüfen.
- Wie verändern sich Extremereignisse? Starkregen, Trockenperioden, Sturmfluten und Hochwasser sollten gesondert analysiert werden.
Eine Kombination aus Langzeitmessungen und Modellrechnungen wäre besonders wertvoll. Modelle können zukünftige Szenarien darstellen. Messungen zeigen dagegen, welche Prozesse in bestehenden Windparks tatsächlich beobachtbar sind. Beide Ansätze ergänzen sich.
Was bedeutet die Studie für den weiteren Ausbau der Offshore-Windenergie?
Die Ergebnisse sprechen für eine vorausschauende und koordinierte Ausbauplanung. Je früher mögliche regionale Klimaeffekte berücksichtigt werden, desto größer ist der planerische Spielraum.
In der Praxis könnten mehrere Maßnahmen geprüft werden:
- Vermeidung extrem großer, lückenlos bebauter Windparkcluster
- Abstimmung der Flächenplanung zwischen den Nordseeanrainern
- Vergleich verschiedener Turbinengrößen und Anlagendichten
- Einplanung ausreichend großer Abstände und Strömungskorridore
- Aufbau eines gemeinsamen atmosphärischen Messnetzes
- regelmäßige Aktualisierung der Klimamodelle mit realen Betriebsdaten
- Einbeziehung von Wasserwirtschaft und Küstenregionen in Planungsprozesse
Solche Maßnahmen könnten nicht nur mögliche Niederschlagseffekte begrenzen. Eine optimierte Anordnung kann auch die gegenseitige Abschattung der Windparks reduzieren. Das ist wirtschaftlich relevant, weil eine Anlage im Nachlauf eines anderen Parks weniger Energie erzeugen kann.
Welche häufigen Fragen gibt es zu Offshore-Windparks und Niederschlag?
Können Offshore-Windparks Regen erzeugen?
Windparks erzeugen kein Wasser. Sie können jedoch Luftströmungen, Turbulenz und vertikale Durchmischung verändern. Dadurch kann feuchte Luft über den Anlagen leichter aufsteigen, abkühlen und kondensieren. Unter geeigneten Wetterbedingungen kann dies die Wolkenbildung und den Niederschlag über den Windparkflächen verstärken.
Verursachen Offshore-Windparks Trockenheit an der Küste?
Das lässt sich aus der Studie nicht ableiten. Die Simulation zeigt mögliche regionale Rückgänge des mittleren Niederschlags bei einem extremen Ausbau. Eine Dürre entsteht durch das Zusammenwirken vieler Faktoren, darunter Temperatur, Verdunstung, Bodenfeuchte und die Dauer niederschlagsarmer Wetterlagen.
Gelten die Werte von bis zu 15 Prozent für ganz Deutschland?
Nein. Die stärksten Rückgänge betreffen bestimmte Küstenregionen und treten unter besonderen Windbedingungen auf. Für deutsche Gebiete nennt die Studie häufig niedrigere Größenordnungen von etwa 5 bis 8 Prozent. Die Werte können nicht pauschal auf das gesamte Bundesgebiet übertragen werden.
Sind heutige Offshore-Windparks bereits ein Problem?
Für die Szenarien von 2023 und 2030 berechnete die Studie nur geringe Niederschlagseffekte, die überwiegend auf Meeresgebiete begrenzt waren. Die deutlichen Veränderungen zeigten sich vor allem im sehr weitreichenden Szenario für die Zeit nach 2050.
Kann eine andere Anordnung der Windparks helfen?
Wahrscheinlich spielt die Anordnung eine wichtige Rolle. Größe, Abstand, Leistungsdichte und Lage beeinflussen Nachläufe und Turbulenz. Welche Anordnung Energieertrag, Naturschutz und regionale Klimawirkungen am besten miteinander verbindet, muss durch weitere Szenarien untersucht werden.
Widerspricht die Studie dem Klimaschutz?
Nein. Die Arbeit untersucht regionale meteorologische Nebenwirkungen einer wichtigen Klimaschutztechnologie. Sie stellt weder den menschengemachten Klimawandel noch die Notwendigkeit einer emissionsarmen Energieversorgung infrage. Ihr Ziel besteht darin, den Ausbau nachhaltiger und wissenschaftlich fundierter zu gestalten.
Wo ist die Originalpublikation zu finden?
Die wissenschaftliche Studie trägt den Titel Projected impacts of future offshore wind farms on coastal precipitation over the Northwest European shelf. Sie wurde von Naveed Akhtar, Alberto Elizalde, Beate Geyer und Corinna Schrum im Fachjournal Communications Earth & Environment veröffentlicht.
Originalpublikation: Akhtar, N., Elizalde, A., Geyer, B. und Schrum, C. (2026): Projected impacts of future offshore wind farms on coastal precipitation over the Northwest European shelf. Communications Earth & Environment, Band 7, Artikel 651. https://doi.org/10.1038/s43247-026-03852-x
Wie lassen sich die Ergebnisse zusammenfassen?
Ein sehr weitreichender Ausbau von Offshore-Windparks könnte die Niederschlagsverteilung über Nordsee und angrenzenden Küstenregionen verändern. Die Anlagen bremsen den Wind, erzeugen Turbulenz und verstärken die vertikale Durchmischung der Atmosphäre. Dadurch kann über den Windparkflächen mehr feuchte Luft aufsteigen und abregnen. In nachgelagerten Küstenregionen könnte anschließend weniger Feuchtigkeit für Niederschläge verfügbar sein.
Die deutlichsten Effekte traten in einem technischen Maximalszenario auf, das über den gegenwärtig diskutierten Ausbauzielen liegt. Die Ergebnisse sind daher keine direkte Vorhersage für das Jahr 2050. Sie zeigen, was unter sehr weitreichenden Annahmen möglich sein könnte.
Für die Energiewende ist die Studie dennoch wichtig. Sie verdeutlicht, dass auch erneuerbare Energieanlagen Teil komplexer Umweltprozesse sind. Offshore-Windenergie bleibt ein bedeutender Baustein einer klimaverträglicheren Stromversorgung. Ihr Ausbau sollte aber räumlich koordiniert, wissenschaftlich begleitet und regelmäßig anhand neuer Messdaten überprüft werden.
Die entscheidende Frage lautet deshalb nicht, ob Offshore-Windenergie grundsätzlich ausgebaut werden sollte. Entscheidend ist, wie Größe, Dichte, Technik und räumliche Verteilung der Anlagen gestaltet werden können, damit Energieertrag, Klimaschutz, Küstenschutz und der Erhalt mariner Ökosysteme möglichst gut miteinander vereinbar sind.
Quelle / Infos / Pressemitteilung: https://idw-online.de/de/news876175 und https://doi.org/10.1038/s43247-026-03852-x
Michael Färber beschäftigt sich seit 2018 intensiv mit Cannabis, Hanf und CBD. Er absolvierte den Master of Cannabis Industry sowie die Ausbildung zum ACM-zertifizierten Berater für Medikamente auf Cannabisbasis. Dieser Artikel wurde von ihm redaktionell erstellt und geprüft und basiert auf eigener Recherche, Pressemitteilungen, aktuellen News, wissenschaftlichen Studien, langjähriger Erfahrung sowie modernen Recherche- und Textwerkzeugen. Weitere Informationen findest du hier: Autorenvorstellung von Michael Färber
Kein Anspruch / Gewähr auf Aktualität, Vollständigkeit und Richtigkeit der Informationen, News bzw. Pressemeldung