Windenergieanlagen können das Mikroklima direkt über landwirtschaftlichen Flächen verändern – vor allem in klaren, windschwachen Nächten. Forschende der TU Dresden haben mit hochauflösenden Large-Eddy-Simulationen untersucht, wie sich Windräder auf Temperatur, Wärmeflüsse, Turbulenz und Bodenfeuchte auswirken. Dafür verglichen sie identische Wetterbedingungen jeweils mit und ohne Anlagen.

Die Ergebnisse sind kein Freibrief für große Klimathesen, aber sie zeigen einen durchaus greifbaren Effekt in Bodennähe. Hinter den Rotoren entstehen Turbulenzen, die Luftschichten mischen. Ob das den Boden erwärmt, abkühlt oder stärker austrocknet, hängt stark von der atmosphärischen Stabilität ab.

Nachts kommt wärmere Luft nach unten

In einer klaren, windschwachen Nacht bildet sich normalerweise eine kalte Luftschicht über dem Boden. Die Atmosphäre ist dann stark stabil geschichtet. Windräder bringen diese Ordnung durcheinander: Wärmere Luft aus höheren Schichten wird nach unten verwirbelt.

Unter stark stabilen Bedingungen erwärmte sich die bodennahe Luft in den Simulationen im Durchschnitt um 0,695 Grad. Die Oberflächentemperatur stieg um 0,76 Grad. Gleichzeitig trocknete der Boden stärker aus. Der latente Wärmefluss nahm um 1,72 Watt pro Quadratmeter zu, die Reibungsgeschwindigkeit in acht Metern Höhe stieg um bis zu 0,053 Meter pro Sekunde.

Die rund 0,7 Grad gelten ausdrücklich für besonders stabile Nächte – nicht als Durchschnitt für alle Tage und Nächte. Eine Übersicht von mehr als zwei Jahrzehnten Forschung bestätigt zwar das Grundmuster: In stabilen Nächten erwärmt sich die bodennahe Luft, während die Luftfeuchte abnimmt. Meist bleiben die Veränderungen gegenüber natürlichen Schwankungen klein, unter bestimmten Wetterlagen können sie lokal aber relevant werden.

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Am Tag fällt der Effekt deutlich kleiner aus

Tagsüber erwärmt die Sonne den Boden. Warmluft steigt auf, die Atmosphäre wird instabil und ist ohnehin stärker durchmischt. Deshalb fällt die zusätzliche Wirkung der Windräder dann schwächer aus.

Unter stark instabilen Bedingungen kühlte sich die Luft durch die Anlagen sogar leicht ab – um 0,064 Grad. Der fühlbare Wärmefluss vom Boden in die Luft sank um 6,97 Watt pro Quadratmeter, die Reibungsgeschwindigkeit verringerte sich um etwa 0,012 Meter pro Sekunde. Bei instabilen Tagesbedingungen zeigten sich nur geringe Änderungen der Luft- und Oberflächentemperaturen.

Genau dieser Unterschied zwischen Tag und Nacht ist der Kern der Untersuchung: Tagsüber ist die Luft bereits gut durchmischt. Nachts stören die Rotoren dagegen eine stabile Schichtung und holen wärmere Luft aus höheren Lagen in Bodennähe.

Simulation mit Blick auf Felder und Bodenfeuchte

Die Studie stammt von Sampath Weerappulli, Doktorand im Boysen-TU-Dresden-Graduiertenkolleg im Projekt F3. Betreut wurde die Arbeit von Prof. Mauder und Dr. Wanner. Untersucht wurden landwirtschaftliche Bedingungen bei stark instabilen Zuständen am Tag und stark stabilen Zuständen in der Nacht.

Neben Luft- und Oberflächentemperatur betrachteten die Forschenden den turbulenten Wärmeaustausch, die Evapotranspiration, die Bodenfeuchte und die Oberflächenenergiebilanz. Die Simulationen zeigten systematische Veränderungen bei der Energiebilanz der Oberfläche und bei der Evapotranspiration. Windenergieanlagen können demnach die Wechselwirkungen zwischen Boden und Atmosphäre beeinflussen – und damit auch Bedingungen, unter denen Landwirtschaft stattfindet.

Für trockene Sommer ergibt sich daraus eine offene praktische Frage: Stärkere nächtliche Bodenaustrocknung könnte etwa das Keimen von Saaten beeinflussen. Die nächtliche Erwärmung könnte andererseits unter Umständen Frost auf Feldern abmildern. Welche Wirkung tatsächlich überwiegt, lässt sich aus den Simulationen nicht bestimmen. Dafür wären Messungen an realen Windparks über vollständige Anbauperioden nötig, also vom ersten Säen bis zur Ernte.

Kein Beleg für regionale oder globale Erwärmung

Die Studie liefert keinen Beleg für eine dauerhafte Erwärmung einer Region und auch keinen Hinweis auf einen Einfluss auf das globale Klima. Es geht um lokale Veränderungen in Bodennähe, die stark vom Wetter abhängen und nachts anders ausfallen als tagsüber.

Veröffentlicht wurde die Arbeit unter dem Titel Impact of Wind Turbines on Near-Surface Microclimate and Soil Moisture Under Different Stability Regimes zunächst als Vorabfassung im Februar und am 23. Juli 2026 in der Fachzeitschrift Boundary-Layer Meteorology. Eine Mitteilung der TU Dresden nennt den 31.07.2026 als Veröffentlichung des Fachartikels. Der Artikel ist Open Access verfügbar: https://doi.org/10.1007/s10546-026-00996-3. Die DOI lautet 10.1007/s10546-026-00996-3.

Hinter der Forschung steht damit auch ein Zielkonflikt: Landwirtschaftliche Flächen sollen Nahrungsmittel liefern und zugleich für Windenergie genutzt werden. Wie sich das Zusammenspiel von Rotoren, Boden, Feuchte und Pflanzen in der Praxis anfühlt, wird sich letztlich nicht am Simulationsrechner entscheiden, sondern draußen – zwischen Ackerfurchen, Wetterwechseln und einer langen Anbauperiode.