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Solaranlagen könnten trockenen Küsten Regen bringen

Spektrum der Wissenschaft
Heidelberg, am 16.03.2022

Feuchte Luft, aber kein Regen – dieses Problem haben viele trockene Küsten. Ein Computermodell legt nun nahe, dass Solaranlagen durch veränderte Luftströmungen Niederschläge begünstigen könnten.

Grossflächige Fotovoltaikanlagen an der arabischen Küste des Roten Meers verstärken Regenfälle in der Küstenebene – das legen Computersimulationen nahe. Eine Arbeitsgruppe um Suleiman Mostamandi von der King Abdullah University of Science and Technology in Saudi-Arabien berechnete den Effekt verschiedener Oberflächenbedeckungen auf die regionalen Luftströmungen und kommt zu dem Schluss, dass eine dunklere Oberfläche den Zustrom feuchter Luft verstärkt. Wie das Team im «Journal of Hydrometeorology» berichtet, könnte der zusätzliche Niederschlag durch Solaranlagen theoretisch den Bedarf von bis zu fünf Millionen Menschen decken. Die Arbeitsgruppe weist aber darauf hin, dass das Computermodell idealisiert ist. Dennoch zeige es, dass man durch veränderte Landbedeckung prinzipiell an trockenen Küsten Niederschläge aus feuchter Meeresluft verstärken könne.

Hinter der Analyse steckt ein Paradox. Die Luft über dem Roten Meer enthält sehr viel Wasser, da die Verdunstung stark ist. Dennoch ist die Küste sehr trocken, weil wenig davon abregnet. Bisherige Versuche, die Feuchtigkeit zum Abregnen zu bewegen – zum Beispiel durch «Impfen» von Wolken mit Kondensationskeimen –, blieben weitgehend erfolglos. Laut dem Modell des Teams um Mostamandi ist vielmehr das Rückstrahlvermögen der Erdoberfläche, die sogenannte Albedo, der Schlüssel zu mehr Regen. Eine hellere Oberfläche strahlt mehr Licht zurück und kühlt, während sich Oberfläche und Luft durch eine niedrigere Albedo aufheizen. Hilfreich ist, vielleicht überraschenderweise, Letzteres.

In den Modellen untersuchten die Fachleute, wie sich die Niederschläge ändern, wenn man eine höhere oder niedrigere Albedo annimmt oder eine mit Wald bedeckte Küstenebene. Das Ergebnis: Sowohl eine höhere Albedo als auch Wald kühlen die Oberfläche. Dadurch sinken der Temperaturunterschied zum Meer und das Druckgefälle, das Luftströmungen antreibt. Der Wind, der vom Meer zum Land weht, wird schwächer, und damit auch der Feuchtigkeitstransport. Wird die Landoberfläche dagegen dunkler, kehrt sich der Effekt um. Das Land wird wärmer, durch die aufsteigende Luft sinkt der Druck und zieht mehr feuchte Luft vom Meer heran. Zusätzlich legen die Simulationen nahe, dass mehr Wasser in höhere Atmosphärenschichten gelangt, wo es kondensieren und abregnen kann.

Um die im Experiment verwendete Albedo von 0,2 zu erreichen, müsste man allerdings die gesamte untersuchte Fläche mit Solaranlagen bedecken. Insofern bietet die Simulation keine realistische Prognose, sondern lediglich eine prinzipielle Demonstration des Effekts. Genauere Analysen müssten klären, welchen Effekt solche Massnahmen tatsächlich auf Regenfälle haben – so haben Wälder auch andere Effekte jenseits von der Albedo, die das regionale Klima günstig beeinflussen könnten. In Bezug auf die Effekte grossflächiger Solaranlagen allerdings verweisen die Autoren darauf, dass diese grundsätzlich sinnvoll sind. Der Regeneffekt könnte schlicht ein zusätzlicher Anreiz sein, Fotovoltaikanlagen in trockenen Küstenregionen zu bauen.

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Titelbild: Shutterstock

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