Wie die Sahara-Solarfarmen das Weltklima beeinflussen

Nicht ganz. In einer aktuellen Studie haben wir ein erweitertes Erdsystemmodell genutzt, um genau zu untersuchen, wie die Solarfarmen in der Sahara mit dem Klima interagieren.

Bei unserem Modell werden die komplexen Rückkopplungen zwischen den interagierenden Bereichen des weltweiten Klimas berücksichtigt, also die Atmosphäre, die Ozeane, die Landmassen und die entsprechenden Ökosysteme. Dabei hat sich gezeigt, dass es unbeabsichtigte Auswirkungen auf weit entfernte Landmassen oder Ozeane geben könnte, die die regionalen Vorteile in der Sahara selbst möglicherweise aufheben.

Trockenheit im Amazonasgebiet, Zyklone in Vietnam

Wenn 20 Prozent der Fläche der Sahara mit Solarfarmen bedeckt sind, steigen die lokalen Temperaturen in der Wüste nach unserem Modell um 1,5 °C. Bei einer Bedeckung von 50 Prozent beträgt der Temperaturanstieg 2,5 °C. Diese Erwärmung verteilt sich über die Bewegungen in der Atmosphäre und in den Ozeanen schließlich weltweit, so dass die durchschnittliche Temperatur auf der Erde bei einer Bedeckung von 20 Prozent um 0,16 °C, bei einer Bedeckung von 50 Prozent um 0,39 °C steigt.

Die globale Temperaturveränderung erfolgt allerdings nicht einheitlich - die Polarregionen würden sich stärker erwärmen als die Tropen, was zu einem zunehmenden Verlust von Meereis in der Arktis führen würde. Das könnte die Erwärmung noch beschleunigen, da schmelzendes Meereis dunkles Wasser offenlegt, welches wiederum deutlich mehr Sonnenenergie aufnimmt.

Diese massive neue Wärmequelle in der Sahara sorgt für eine Umwandlung der globalen Luft- und Meereszirkulation, was sich auf die Niederschlagsmuster weltweit auswirkt. Das schmale Band mit starken Regenfällen in den Tropen, in dem mehr als 30 Prozent der globalen Niederschläge fallen, was die Regenwälder im Amazonas und im Kongobecken begünstigt, verschiebt sich in unseren Simulationen nach Norden.

Im Amazonasgebiet kommt es dadurch zu Trockenheit, da weniger Feuchtigkeit vom Ozean ankommt. Etwa die gleiche Menge zusätzlicher Regenfälle, die aufgrund der Verdunkelungseffekte der Oberfläche durch Solarmodule über der Sahara niedergehen, geht am Amazonas verloren. Das Modell sagt zudem häufigere tropische Zyklonstürme an den Küsten Nordamerikas und Ostasiens voraus.

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Veränderungen der globalen Temperaturen, Niederschläge und Oberflächenwinde in Simulationen mit einer Bedeckung der Sahara mit Solarmodulen von 20 und 50 Prozent (Bild: Lu et al. 2021, vom Autor bereitgestellt)

Einige wichtige Prozesse fehlen noch in unserem Modell, beispielsweise Staub, der aus großen Wüsten in andere Gebiete geweht wird. Saharastaub, der vom Wind verteilt wird, ist eine lebenswichtige Nährstoffquelle für das Amazonasgebiet und den Atlantik. Eine grünere Sahara könnte also noch größere globale Auswirkungen haben, als unsere Simulationen nahelegen.

Wir beginnen erst, die möglichen Konsequenzen riesiger Solarfarmen in den Wüsten der Welt zu verstehen. Lösungen wie diese können zwar zur Abkehr der Gesellschaft von fossiler Energie beitragen, aber Studien zum Erdsystem unterstreichen, wie wichtig es ist, die zahlreichen gekoppelten Reaktionen auf die Atmosphäre, die Ozeane und die Landflächen zu berücksichtigen, wenn die Vorteile und Risiken untersucht werden.

Zhengyao Lu forscht im Bereich physikalische Geografie an der Lund-Universität. Benjamin Smith ist Forschungsleiter am Hawkesbury Institute for the Environment an der Western-Sydney-Universität.

Offenlegung: Zhengyao Lu erhält Fördermittel von der schwedischen Forschungsgemeinschaft FORMAS und dem von der schwedischen Regierung geförderten strategischen Forschungsfeld "Modelling the Regional and Global Earth System" (MERGE). Benjamin Smith erhält Fördermittel von der schwedischen Forschungsgemeinschaft FORMAS, dem EU-Projekt "Coordinated Research in Earth Systems and Climate: Experiments, Knowledge, Dissemination and Outreach" (CRESCENDO) und dem von der schwedischen Regierung geförderten strategischen Forschungsfeld "Modelling the Regional and Global Earth System" (MERGE).