Die Installation einer großen Anzahl von Sonnenkollektoren und Windturbinen in der Wüste Sahara würde einen großen Einfluss auf Niederschlag, Vegetation und Temperaturen haben, sagen Forscher.

Sie fanden heraus, dass sich die Niederschlagsmenge in der Region durch den Einsatz von Windturbinen verdoppeln würde.

Solarzellen haben eine ähnliche Auswirkung, obwohl sie auf andere Weise wirken.

Die Autoren sagen, dass ihre Arbeit die Ansicht bestärkt, dass groß angelegte erneuerbare Energien die Sahararegion verändern könnten.

Die Wissenschaftler haben modelliert, was passieren würde, wenn 9 Millionen Quadratkilometer der Sahara-Wüste mit erneuerbaren Energiequellen bedeckt wären.

Sie konzentrierten sich auf dieses Gebiet, da es nur dünn besiedelt ist, außerdem eine hohe Sonnen- und Windeinstrahlung aufweist und in der Nähe der großen Energiemärkte in Europa und im Nahen Osten liegt.

Nach den Berechnungen der Autoren würde eine massive Anlage in der Wüste mehr als das Vierfache der Energiemenge erzeugen, die die Welt derzeit jährlich verbraucht.

Vorangegangene Studien haben gezeigt, dass die Installation von Wind- und Solarkraftwerken Auswirkungen auf die Temperaturen haben kann – der Hauptunterschied zu dieser Untersuchung liegt jedoch in den Auswirkungen auf die Vegetation.

„Unsere Modellergebnisse zeigen, dass groß angelegte Solar- und Windparks in der Sahara die Niederschläge mehr als verdoppeln würden, insbesondere in der Sahelzone, wo die Niederschlagszunahme zwischen 20 mm und 500 mm pro Jahr liegt“, sagte Dr. Yan Li, der Hauptautor der Studie von der University of Illinois, USA.

„Infolgedessen steigt der Anteil der Vegetationsdecke um etwa 20 %.“

In der Sahelzone, der halbtrockenen Region südlich der Sahara, nahm der durchschnittliche Niederschlag der Studie zufolge um 1,12 mm pro Tag zu, wenn Windparks vorhanden waren.

Wie erhöhen Turbinen und Paneele die Niederschlagsmenge?

Bei Windturbinen dreht sich alles um die Vermischung der Luft, die durch die Rotation der Flügel entsteht. Windparks mischen wärmere Luft von oben, was eine Rückkopplungsschleife erzeugt, die zu mehr Verdunstung, Niederschlag und Pflanzenwachstum führt.

„Windparks erhöhen die Oberflächenrauhigkeit und verstärken daher die Konvergenz von Wind in Tiefdruckgebieten“, so Dr. Li. „Die konvergierende Luft muss aufsteigen, wodurch sie abkühlt und Feuchtigkeit kondensiert, was zu vermehrten Niederschlägen führt.“

Solarmodule reduzieren die Reflexion des Sonnenlichts von der Oberfläche, was als Albedo-Effekt bekannt ist. Dies löst eine positive Rückkopplung zwischen Albedo, Niederschlag und Vegetation aus, die zu einem Anstieg der Niederschläge um etwa 50 % führt, berichten die Autoren.

„Die Paneele verringern direkt die Albedo der Oberfläche, was zu einer stärkeren Absorption der Sonnenenergie und einer Erwärmung der Oberfläche führt, was wiederum das Hitzetief in der Sahara verstärkt, was zu mehr aufsteigender Luft und Niederschlägen führt“, erklärte Dr. Li.

Welche Auswirkungen hätte das auf die Menschen?

Die meisten davon sind positiv, sagen die Autoren.

„Die von unserem Modell vorhergesagte Zunahme der Niederschläge würde zu erheblichen Verbesserungen in der Regenfeldbau-Landwirtschaft in der Region führen, und die Zunahme der Vegetation würde zu einem Anstieg der Viehzucht führen“, sagte Dr. Safa Motesharrei von der University of Maryland, ein weiterer Autor der Studie.

„Die Sahara, die Sahelzone und der Nahe Osten gehören zu den trockensten Regionen der Welt, in denen gleichzeitig ein hohes Bevölkerungs- und Armutswachstum zu verzeichnen ist. Unsere Studie hat große Auswirkungen auf die Bewältigung der miteinander verknüpften Nachhaltigkeitsherausforderungen im Zusammenhang mit dem Energie-Wasser-Nahrungsmittel-Nexus in dieser Region.“

Aber Temperaturerhöhungen sind schlecht für den Klimawandel, oder?

Die Autoren sagen, dass die Erwärmung durch all diese Turbinen und Paneele keinen großen Unterschied machen würde.

„Die lokale Erwärmung durch Wind- und Solarparks ist im Vergleich zu der geringeren zukünftigen Erwärmung durch Treibhausgase, die erneuerbare Energien in dieser Größenordnung mit sich bringen würden, viel geringer“, so Dr. Li.

Wird dies auch bei kleineren Anlagen für erneuerbare Energien funktionieren?

Die Autoren untersuchten auch andere Wüstenstandorte in verschiedenen Teilen der Welt, stellten aber fest, dass die Auswirkungen auf Niederschlag und Vegetationswachstum viel geringer waren. Sie glauben auch, dass weniger Paneele und Turbinen eine begrenzte Wirkung haben würden.

„Im Allgemeinen sind die Auswirkungen auf das Klima geringer, wenn weniger Anlagen installiert werden, aber dieses Ergebnis hängt auch sehr stark von den genauen Standorten ab“, so Dr. Li.

„Hochauflösende Modellierung könnte notwendig sein, um die regionalen Auswirkungen von Wind- und Solarparks besser zu untersuchen.“

Sollten wir jetzt mit großen Anlagen in Wüstengebieten fortfahren?

„Ja, ich denke schon“, sagte Dr. Li.

„Die wichtigste Botschaft für die Menschen, die politischen Entscheidungsträger und die Investoren ist der enorme Nutzen, den diese Solar- und Windparks für die Menschen, die Gesellschaft und das Ökosystem haben.“

„Wir hoffen, dass wir im Lichte unserer Ergebnisse und aufgrund des primären Klimaeffekts dieser Parks, nämlich der Verringerung der anthropogenen Treibhausgasemissionen und der daraus resultierenden Abschwächung des Klimawandels, unsere Energiequellen transformieren können. Dies kann wiederum zur Erhaltung von Süßwasser, Nahrungsmitteln und Leben auf unserem Planeten führen.“

Die Studie wurde in der Zeitschrift Science veröffentlicht.