Das Ziel der Europäischen Union bis 2050 klimaneutral zu werden, hat den Ausbau von erneuerbaren Energien stark vorangetrieben – und damit auch den Ausbau von großangelegten Windparks im offenen Meer, den sogenannten Offshore-Windparks.
Eine neue Modellstudie des Helmholtz-Zentrums Hereon zeigt nun, dass diese Windparks starke Auswirkungen auf das Klima nahe der Meeresoberfläche haben. Um die Auswirkungen von Offshore-Windparks auf das regionale Klima und das Ökosystem der Nordsee zuverlässiger bewerten zu können, fordern die Wissenschaftler daher, diese Effekte in künftigen Modellen zu berücksichtigen. Die Ergebnisse ihrer Studie veröffentlichte die Zeitschrift Nature Scientific Reports.
Um die Klimaneutralität bis 2050 zu erreichen, sollen fast die Hälfte der geplanten Windkraftanlagen in der Nordsee gebaut werden – gebündelt in großen Offshore-Windparks. Ein Forschungsteam des Helmholtz-Zentrums Hereon hat nun in einer neuen Studie analysiert, wie sich die Windparks in der Nordsee auf das Klima nahe der Wasseroberfläche in diesen Gebieten auswirken können. Dazu zählen die Temperatur, die Windgeschwindigkeit sowie die Wolkenbildung und damit der Niederschlag. Ihr Ergebnis: Die geplanten großflächigen Windparks werden das Klima in den Windparkgebieten nachhaltig verändern.
Lokal mehr Regen, weniger Wind
Das Team besteht aus drei Wissenschaftlern des Hereon-Instituts für Küstensysteme – Analyse und Modellierung: Hauptautor Dr. Naveed Akhtar, Dr. Beate Geyer und Prof. Corinna Schrum, Direktorin des Instituts. Sie fanden heraus, dass in der Nähe der Meeresoberfläche der Wind um bis zu 1 m/s abnimmt, Turbulenzen um zwei Prozent weniger auftreten und die Luft um 0,25 °C wärmer ist. Dies führt in den Windparkgebieten zu einer Verringerung der Wärmeübertragung vom Meer in die Atmosphäre: Die Atmosphäre wird also innerhalb der Windparks weniger durch den Ozean erwärmt als außerhalb der Parks. „Diese Effekte, die das oberflächennahe Klima verändern, sind das Ergebnis der von den Windparks erzeugten Wirbel, die bis zu 40 Kilometer über die Windparks hinausreichen können“, so Akhtar. Zusätzlich erhöhen die Windkraftanlagen die Durchmischung in der vertikalen Säule der Atmosphäre, indem sie feuchte und kalte Luft nach oben transportieren. Dadurch werden die Luftschichten unterhalb des Rotorbereichs wärmer und trockener und die Luftschichten oberhalb des Rotorbereichs kälter und feuchter. Letztere Veränderungen erhöhen die Bewölkung, was zu einer Zunahme der Niederschläge um etwa fünf Prozent innerhalb der Windparkgebiete führt. Diese Auswirkungen sind in der Herbstsaison am stärksten.
Einfluss von Windparks berücksichtigen
Solche Veränderungen der Winde und Wärmeströme an der Meeresoberfläche wirken sich auf das lokale Klima der Nordsee aus, was die physikalischen und biogeochemischen Prozesse im Meer beeinflussen kann, z. B. durch Veränderungen der vertikalen und horizontalen Strömungen in der Nähe der Windparks. Die durch die Windparks verursachten Änderungen der Temperatur sind im Vergleich zum erwarteten Temperaturanstieg aufgrund des Klimawandels aber gering. Anders ist es beim Wind: Hier ist die Abnahme der Windgeschwindigkeit im Vergleich zu den erwarteten Änderungen größer.
Bestehende Klima- und Ökosystemmodelle berücksichtigen diese von den Windparks verursachten Effekte aktuell nicht. Aber angesichts des zunehmenden Ausbaus von Offshore-Windparks und den Ergebnissen seiner Studie, empfiehlt das Team, den Einfluss von Windparks einzubeziehen. Dies gilt auch für aktuelle Bewertungen der Auswirkungen des Klimawandels auf den Nordseeraum sowie auf andere Hotspot-Regionen zur Windenergieerzeugung. Denn nur so können diese Bewertungen plausible regionale Klimaprojektionen für die Zukunft liefern, die Entscheidungsträgern wichtige Informationen über die möglichen Auswirkungen weiterer menschlicher Eingriffe und des Klimawandels in der Nordsee liefern.
-Pressemitteilung Hereon-
