Windräder erzeugen Strom, verändern aber auch die Luft in ihrer Umgebung. Forscher der TU Dresden haben erstmals systematisch simuliert, wie Windräder unter verschiedenen Wetterlagen auf Temperatur und Bodenfeuchte wirken. In stabilen Nächten erwärmte sich die Luft in Bodennähe um rund 0,7 Grad, und der Boden trocknete stärker aus. Tagsüber zeigte sich dagegen ein anderes Bild, und der Effekt hat eine wichtige Grenze.
Windkraft ist in Deutschland eine der wichtigsten Säulen der Energiewende und zugleich eine der umstrittensten. Neben Lärm, Landschaftsbild und Vogelschutz rückt eine weitere Frage in den Blick: Wie verändern die großen Anlagen das Mikroklima in ihrer direkten Umgebung? Ein Windrad entzieht der Luft Bewegungsenergie und erzeugt hinter dem Rotor Verwirbelungen. Diese Turbulenzen mischen die Luftschichten in Bodennähe neu durch. Welche Folgen das für Temperatur, Verdunstung und Bodenfeuchte hat, hängt stark vom Zustand der Atmosphäre ab. Fachleute sprechen von atmosphärischer Stabilität. In klaren, windschwachen Nächten kühlt der Boden aus, und über ihm liegt eine kalte Luftschicht, darüber wärmere Luft. Diese Schichtung ist stabil, weil sich die Luftschichten kaum vermischen. Tagsüber dagegen heizt die Sonne den Boden auf, warme Luft steigt nach oben, und die Atmosphäre ist instabil. Wie Windräder in diese beiden Zustände eingreifen, war bisher nicht systematisch untersucht worden.
Genau diese Lücke wollten Sampath Buddhika Wijerathna Weerappulli Hewage, Luise Wanner und Matthias Mauder vom Institut für Hydrologie und Meteorologie der TU Dresden in Tharandt schließen. Sie nutzten sogenannte Large-Eddy-Simulationen, hochauflösende Computermodelle, die einzelne Luftwirbel berechnen können. Die Forscher simulierten dieselben Bedingungen jeweils mit und ohne Windräder und verglichen anschließend Lufttemperatur, Oberflächentemperatur, Wärmeflüsse und Bodenfeuchte. So ließ sich genau bestimmen, welchen Anteil die Anlagen an den Veränderungen haben. Die Studie erschien am 23. Juli 2026 in der Fachzeitschrift Boundary-Layer Meteorology, nachdem eine Vorabfassung bereits im Februar veröffentlicht worden war. In den vergangenen Wochen verbreitete sich die Arbeit vor allem in windkraftkritischen Onlinemedien, teils als Beleg dafür, dass Windparks das Klima veränderten. Was die Studie tatsächlich zeigt, ist differenzierter und hängt entscheidend von der Tageszeit und der Wetterlage ab, die die Forscher in ihren Simulationen durchgespielt haben.
Den deutlichsten Effekt fanden die Forscher in stark stabilen Nächten. Unter diesen Bedingungen erwärmte sich die Luft in Bodennähe durch die Windräder um 0,695 Grad, die Oberflächentemperatur stieg flächendeckend um 0,76 Grad. Zugleich trocknete der Boden stärker aus als ohne Anlagen. Die Erklärung liegt in der Durchmischung: Die Rotoren wirbeln die wärmere Luft aus höheren Schichten nach unten, wo sich in klaren Nächten sonst kalte Luft sammeln würde. Mit der Wärme verändert sich auch die Verdunstung. Der Fluss latenter Wärme, der die Verdunstung von Wasser abbildet, nahm auch unter stabilen Bedingungen um 1,72 Watt pro Quadratmeter zu, was zu einer stärkeren Abnahme der Bodenfeuchte passt. Zudem stieg die Reibungsgeschwindigkeit in acht Metern Höhe um bis zu 0,053 Meter pro Sekunde, ein Maß für die zusätzliche Turbulenz. Die Studie zum Einfluss von Windrädern auf das Mikroklima zeigt damit, dass die Anlagen nachts spürbar in den Wärmehaushalt am Boden eingreifen.
Tagsüber kehrte sich das Bild um. Unter stark instabilen Bedingungen, wie sie an sonnigen Tagen herrschen, bewirkten die Windräder eine leichte Abkühlung der Luft um 0,064 Grad. Der Strom fühlbarer Wärme vom Boden in die Luft nahm um 6,97 Watt pro Quadratmeter ab. Auch die Reibungsgeschwindigkeit sank in diesem Fall leicht um rund 0,012 Meter pro Sekunde. Der Unterschied zwischen Tag und Nacht erklärt sich aus der Schichtung der Atmosphäre. Tagsüber ist die Luft ohnehin gut durchmischt, sodass die zusätzliche Verwirbelung durch die Rotoren wenig verändert. Nachts dagegen stören die Anlagen eine Schichtung, die sich ohne sie ungestört ausbilden würde. Nach Einschätzung der Autoren spielen vor allem die Übergänge von stark stabilen zu instabilen Zuständen eine entscheidende Rolle für Erwärmung, Energieflüsse und Bodenfeuchte. Die Wirkung von Windrädern auf ihre Umgebung lässt sich deshalb nicht mit einer einzigen Zahl beschreiben, sondern hängt vom Wechsel zwischen Tag und Nacht ab.
Für die Einordnung ist wichtig, wie diese Zahlen im Verhältnis zur natürlichen Schwankung stehen. Eine Übersichtsarbeit, die mehr als zwei Jahrzehnte Forschung zu Windrädern und Mikroklima zusammenfasst, kommt zu einem ähnlichen Grundmuster: In stabilen Nächten erwärmen Windräder die bodennahe Luft und senken die Luftfeuchte, tagsüber sind die Effekte schwächer und können sogar leicht kühlend wirken. Zugleich betont diese Übersicht, dass die von Windrädern verursachten Veränderungen im Allgemeinen klein sind im Vergleich zur natürlichen Schwankung der bodennahen Luftschicht. Unter bestimmten Wetterlagen können sie lokal jedoch bedeutsam werden. Einige Studien berichten auch von Auswirkungen auf das Pflanzenwachstum und die Erträge auf Feldern. Die Erwärmung um 0,7 Grad bezieht sich zudem auf besonders stabile Nächte, nicht auf den Durchschnitt aller Tage und Nächte. Eine Aussage über eine dauerhafte Erwärmung einer Region oder gar über einen Einfluss auf das globale Klima lässt sich aus der Studie nicht ableiten.
Die Autoren sehen ihre Ergebnisse als Grundlage, um mögliche Folgen der Windkraft für die Landwirtschaft abzuschätzen. Viele Windparks in Deutschland stehen auf Äckern und Wiesen, auf denen Landwirte weiterhin Pflanzen anbauen. Wenn der Boden in bestimmten Nächten stärker austrocknet, könnte das in trockenen Sommern ins Gewicht fallen, etwa beim Keimen von Saaten. Ebenso denkbar ist, dass die nächtliche Erwärmung in manchen Fällen Frost auf den Feldern abmildert. Welche Wirkung in der Praxis überwiegt, lässt sich aus den Simulationen allein nicht beantworten. Dafür sind Messungen an echten Windparks über ganze Anbauperioden nötig, die die Modellrechnungen überprüfen. Die Studie ersetzt solche Messungen nicht, sie zeigt aber, unter welchen Bedingungen genauer hingeschaut werden sollte. Für die Debatte über die Windkraft liefert sie damit keine einfache Antwort, sondern einen differenzierten Befund, der weder die Befürchtungen von Kritikern bestätigt noch die Anlagen als völlig folgenlos für ihre Umgebung ausweist.
Boundary-Layer Meteorology, Impact of Wind Turbines on Near-Surface Microclimate and Soil Moisture Under Different Stability Regimes; doi:10.1007/s10546-026-00996-3