Verandering in neerslag door zeewindparken op de Noordzee tussen 2008 en 2018 (afb: Naveed Akhtar et al./Nature Communications Earth & Environment)

Een grote uitbreiding van buitengaatse windenergie kan niet alleen de luchtstromen boven de Noordzee veranderen. Een regionaal klimaatmodel suggereert dat er meer regen kan vallen boven grote windparkgebieden, terwijl aangrenzende kustgebieden minder neerslag ontvangen. Het effect is met name uitgesproken in een opzettelijk extreem uitbreidingsscenario voor de periode na 2050.
Buitengaatse windparken onttrekken kinetische energie aan de lucht en veroorzaken tegelijkertijd werveling die zich tot ver buiten de windparken kan uitstrekken. Eerdere modelstudies hebben aangetoond dat dergelijke windparken ook de temperatuur en stromingen in de Noordzee kunnen beïnvloeden. Het was echter minder duidelijk hoe een zeer grootschalige uitbreiding de neerslag aan de aangrenzende kusten zou kunnen veranderen.
Onderzoekers van het Helmholtzcentrum Hereon, onder leiding van Naveed Akhtar, hebben onderzocht hoe verschillende fasen van de ontwikkeling van zeewindparken de regionale atmosfeer kunnen beïnvloeden. De onderzoekers gebruikten het regionale klimaatmodel COSMO-CLM met hoge resolutie om bestaande windparken te simuleren zoals ze er in 2023 uit zouden zien, evenals technische scenario’s voor 2030 en verder dan 2050.

De meteorologische gegevens van 2008 tot 2017 vormden de basis voor het model. Deze periode van tien jaar omvat een breed scala aan weerpatronen en vermindert de invloed van individuele, ongewoon droge of natte jaren. De onderzoekers vergeleken simulaties met windparken met behulp van controlesimulaties zonder turbines, waarbij rekening werd gehouden met turbines met een vermogen van 5, 10 en 15 megawatt.
In het model fungeren de windturbines als een ‘put’ voor de kinetische energie van de lucht en tegelijkertijd als een bron van extra turbulentie. Dit verandert onder andere de windsnelheid, de verticale menging van de atmosfeer en het vochttransport. Met toenemende uitbreiding neemt de windsnelheid op een hoogte van tien meter boven de windparkgebieden in het model op sommige plaatsen met twee tot drie meter per seconde af.

Nu nog relatief weinig effect

Voor de huidige windparken en het scenario voor 2030 blijven de veranderingen in neerslag relatief klein en grotendeels beperkt tot zee. Het scenario voor de periode na 2050 schetst een ander beeld. Boven de windparkgebieden neemt de gemiddelde jaarlijkse neerslag op sommige plaatsen toe met ongeveer acht tot tien millimeter per maand, wat overeenkomt met ongeveer 12% tot 18%.

Daarentegen laat het model minder regen zien in delen van de aangrenzende kustgebieden. Voor regio’s in Duitsland, Nederland en Groot-Brittannië wordt een afname van ongeveer 5% tot 8% verwacht. In delen van Jutland bedraagt ​​de afname meer dan 15%. Het effect is vooral uitgesproken bij zuidwestelijke winden en ook in de herfst en winter. Voor de zomer is er echter geen consistent neerslagpatroon.
In het model wordt deze herverdeling veroorzaakt door de veranderde luchtstroming boven de windmolenparken. De turbines vertragen de wind en vergroten de menging van verschillende luchtlagen. Hierdoor kan vochtige lucht opstijgen, afkoelen en condenseren, wat resulteert in meer neerslag boven de windmolenparken. Tegelijkertijd verandert het transport van vocht naar het land. Als de lucht meer waterdamp boven zee afgeeft, is er minder vocht beschikbaar voor neerslag aan de kust.
De onderzoekers geven ook de onzekerheden in hun (niet)voorspelling aan. De berekende veranderingen zijn geen voorspelling van hoeveel regen er daadwerkelijk zal vallen in 2050. Het meest verregaande scenario vertegenwoordigt een technische bovengrens waarbij alle momenteel aangewezen ontwikkelingsgebieden een uniforme vermogensdichtheid van acht megawatt per vierkante kilometer hebben.

Bovendien zijn de resultaten gebaseerd op één enkel atmosferisch model, een specifieke ruimtelijke verdeling van de windparken en vaste turbinedichtheden. De omvang van de neerslageffecten onder meer realistische uitbreidingsscenario’s blijft daarom onduidelijk. De auteurs achten vergelijkingen met andere klimaatmodellen, verschillende turbinedichtheden en alternatieve locaties voor windparken noodzakelijk.
Het zou dus vooral om een mogelijk regionaal neveneffect gaan bij een zeer sterke uitbreiding op zee. Of en in welke mate dit effect zich zal voordoen onder de daadwerkelijk uitgevoerde windparkplannen, zal moeten worden vastgesteld door middel van verdere simulaties en, op de lange termijn, observatiegegevens.

Bron: scinexx.de