Offshore-Windanlagen gelten als wichtige Säule der Energiewende. Der in solchen Windparks erzeugte Strom kann ins Stromnetz eingespeist, aber auch zur Produktion von grünem Wasserstoff genutzt werden. Allein in der deutschen Nordsee sollen die Kapazitäten der Offshore-Windenergie bis zum Jahr 2050 auf bis zu 300 Gigawatt ausgebaut werden. Allerdings haben Windparks auch Auswirkungen auf Klima und Meeresumwelt: Sie bremsen Winde, verändern Temperatur und Schichtung des Meeres und können Meerestiere stören.
Doch Offshore-Windparks können auch die Niederschläge verändern, wie nun Naveed Akhtar und seine Kollegen vom Helmholtz-Zentrum Hereon in Geesthacht herausgefunden haben. Für ihre Studie hatten sie mithilfe eines hochauflösenden regionalen Klimamodells untersucht, wie sich verschiedene Windpark-Ausbaustufen in Nordsee und Ostsee auf das lokale Wetter und im Speziellen auf die Niederschläge auswirken. Die Modelle simulieren die 2023 existierenden Offshore-Windparks, aber auch maximale Ausbauszenarien für 2030 und 2050.
Installierte und geplante Offshore-Windparkgebiete in der Nord- und Ostsee. Rot: 2023 bereits existierende Windparks, Blau: für 2030 geplante Anlagen und Grau: bis 2050 ausgewiesene Offshore-Windparkgebiete. — © Akhtar et al. / Communications Earth & Environment, CC-by 4.0
Veränderte Winde und Niederschläge
Die Ergebnisse bestätigten zunächst die Auswirkungen auf die Winde über dem Meer: „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die Windgeschwindigkeit abnimmt, je mehr Offshore-Windturbinen installiert werden“, berichten die Forschenden. „Diese lokale Verringerung des Windes verändert den Austausch von Impuls, Wärme und Feuchtigkeit zwischen der Meeresoberfläche und der Atmosphäre.“
Die Folge: Durch Windparks veränderte Winde und Austauschprozesse beeinflussen auch die Wolkenbildung und Niederschläge. Über den Offshore-Anlagen regnet es dadurch mehr, an den umgebenden Küsten dagegen weniger, wie Akhtar und seine Kollegen ermittelten. Für die jetzigen Windparks und die für 2030 geplanten Anlagen sei dieser Effekt aber noch gering und auf eine geringe lokale Regenzunahme über den Windparks beschränkt.
Weniger Regen an den Nord- und Ostseeküsten
Wird jedoch die Offshore-Windkraft bis 2050 maximal ausgebaut, wären die Veränderungen der Niederschläge sehr viel spürbarer: Über den Windparkgebieten der Nord- und Ostsee würden 12 bis 18 Prozent mehr Regen fallen. „Im Kontrast dazu gäbe es substanzielle Abnahmen der Niederschläge an den umgebenden Küsten Dänemarks, Deutschlands, der Niederlande und der westlichen Hälfte Großbritanniens“, berichtet das Team.
Konkret bedeutet dies: In den betroffenen Küstenregionen Dänemarks und der Niederlande könnten zwischen sechs und zehn Millimeter Niederschlag pro Monat weniger fallen als ohne die Offshore-Windparks – bis zu 15 Prozent weniger als ohne die Offshore-Anlagen. „In Deutschland gäbe im Nordwesten Schleswig-Holsteins und in den Küstengebieten Niedersachsens Regeneinbußen von fünf bis acht Millimetern pro Monat“, berichten die Forschenden. Das entspricht einer Abnahme der Niederschläge um bis zu zwölf Prozent gegenüber einer Nord- und Ostsee ohne Windparks.
Niederschlags-Unterschiede im Jahr 2050 im Vergleich zum Kontrollszenario ohne Windparks - bei maximalem Ausbau der Offshore-Windkraft. — © Akhtar et al. / Communications Earth & Environment, CC-by 4.0
Was sind die Ursachen?
Die Ursache für diese Wettereffekte ist, dass die Offshore-Windanlagen dem Wind einen Teil seiner Bewegungsenergie entziehen und gleichzeitig die Luftströmungen verwirbeln. Dadurch kann in und direkt hinter den Windparks vermehrt feuchte Luft aufsteigen, sich abkühlen und kondensieren. Dadurch bilden sich Wolken, die ihren Wasserdampf größtenteils noch über dem Meer abregnen – über den Windparkgebieten regnet es dadurch mehr.
An den Küsten verkehrt sich der Effekt der Offshore-Windparks dagegen ins Negative: Die vom Meer und den Offshore-Gebieten Richtung Land wehende Luft ist trockener und weniger turbulent, dadurch verringern sich Wolkenbildung und Niederschläge an den Küsten. Vor allem in den mitteleuropäischen Küstengebieten der Nordsee und Ostsee nehmen die Niederschläge dadurch ab.
Zahlen gelten für das Maximalszenario
Allerdings: Wie die Forschenden betonen, treten diese Wetterfolgen erst bei maximalem Ausbau der Offshore-Windenergie auf. In ihrem Szenario für 2050 haben sie virtuelle Windparks in allen Gebieten der Nord- und Ostsee platziert, die für eine mögliche Offshore-Windenergienutzung ausgewiesen sind. Dieser maximale Ausbau von acht Megawatt pro Quadratkilometer geht jedoch über die Ausbauziele der EU von insgesamt 300 Gigawatt bis 2050 hinaus, wie Akhtar und seine Kollegen betonen.
„Daher sind weitere Untersuchungen nötig, die ein breiteres Spektrum von Leistungsdichten und Ausdehnungen der Windparks betrachten“, erklären die Forschenden. Sie haben bewusst ein Extremszenario gewählt, um die möglichen Klimaeffekte zunächst überhaupt sichtbar zu machen und zu quantifizieren. Zudem ist bislang unklar, wie stark die Offshore-Windkraft in naher Zukunft tatsächlich ausgebaut wird und wo.
Quelle: Naveed Akhtar et al. (Helmholtz-Zentrum Hereon, Geesthacht), Communications Earth & Environment, 2026; doi: 10.1038/s43247-026-03852-x
