Wenn Wissenschaft Nachrichten macht: Die Geschichte hinter der Geschichte

Was passiert, wenn ein wissenschaftliches Ergebnis die Forschungsgemeinschaft verlässt und in die Öffentlichkeit gelangt? Eine aktuelle Erfahrung mit der Forschung aus Projekt F3 des Boysen-TU Dresden-Graduiertenkollegs ("Kumulative Effekte durch Ausbau Erneuerbarer Energien auf Biodiversität") liefert dafür ein interessantes Beispiel. Eine Studie zum Einfluss von Windenergieanlagen (im Folgenden WEA) auf das Mikroklima über landwirtschaftlich genutzten Flächen wurde kürzlich von zwei Medien ganz unterschiedlich aufgegriffen. Der Vergleich zeigt, wie entscheidend der Kontext dafür ist, wie wissenschaftliche Erkenntnisse in der Öffentlichkeit wahrgenommen werden.

Die Studie Impact of Wind Turbines on Near-Surface Microclimate and Soil Moisture Under Different Stability Regimes, veröffentlicht in Boundary-Layer Meteorology und durchgeführt u.a. von Doktorand Sampath Weerappulli, untersuchte die Auswirkungen eines Windparks unter neun verschiedenen atmosphärischen Stabilitätsbedingungen (das GRK berichtete).

Was hat die Studie tatsächlich gezeigt?

WEA erzeugen zusätzliche Turbulenzen, die den Transport von Wärme und Feuchtigkeit in Bodennähe beeinflussen können. Mithilfe hochaufgelöster Large-Eddy-Simulationen (LES) untersuchten die Forschenden von Projekt F3, wie sich diese Prozesse unter unterschiedlichen atmosphärischen Bedingungen verändern.

Die Ergebnisse zeigen, dass die Atmosphäre nicht unter allen Bedingungen gleich auf WEA reagiert. Unter stark instabilen Bedingungen sank die simulierte Lufttemperatur in Bodennähe um etwa 0,06 °C. Unter stark stabilen Bedingungen führte die zusätzliche turbulente Durchmischung dazu, dass relativ warme Luft aus höheren Schichten zur Oberfläche transportiert wurde. Die simulierte Lufttemperatur in Bodennähe stieg dadurch um etwa 0,70 °C. Die Simulationen zeigten außerdem Veränderungen bei Verdunstung und Bodenfeuchte. Die größte simulierte Abnahme der Bodenfeuchte betrug unter stark stabilen Bedingungen etwa 0,011 % des Volumens.

Diese Ergebnisse müssen jedoch im Zusammenhang mit den Bedingungen der Studie betrachtet werden. Die Hauptsimulationen dauerten 4,5 Stunden und waren darauf ausgelegt, physikalische Mechanismen unter kontrollierten atmosphärischen Bedingungen zu untersuchen. Sie können daher nicht zeigen, was über einen ganzen Tag, eine Saison oder mehrere Jahre geschieht. Ebenso belegen sie nicht, dass Windparks zu einer erheblichen langfristigen Austrocknung landwirtschaftlicher Flächen führen.

Aus einem wissenschaftlichen Ergebnis werden zwei unterschiedliche Geschichten

Nur wenige Tage nach der Veröffentlichung stieß die Studie auch außerhalb der Wissenschaft auf Interesse. Ein österreichisches Nachrichtenmedium stellte vor allem die Frage in den Mittelpunkt, ob Windparks die Atmosphäre nachts erwärmen und zur Austrocknung landwirtschaftlicher Böden beitragen könnten. Das starke nächtliche Erwärmungssignal und die damit verbundenen Veränderungen der Bodenfeuchte prägten die Berichterstattung (tkp Der Blog für Science und Politik). Kurz darauf kontaktierte ein australischer Journalist von RenewEconomy den Forscher Sampath Weerappulli, um die Studie und ihre mögliche Bedeutung für Australien zu diskutieren (reneweconomy.com.au). Daraus ergaben sich andere Fragen. In Teilen Südaustraliens sind Dürre und die Verfügbarkeit von Bodenwasser wichtige Themen. Lassen sich die Ergebnisse also auf ein deutlich trockeneres Klima übertragen? Und was ist mit den wesentlich größeren WEA, die zunehmend in Australien installiert werden? Würden größere Rotordurchmesser und größere Nabenhöhen zu einer stärkeren Durchmischung der Atmosphäre, höheren Oberflächentemperaturen oder einer stärkeren Austrocknung des Bodens führen?

Das sind wissenschaftlich interessante Fragen. Sie machen aber auch eine wichtige Grenze der aktuellen Studie deutlich: Sie kann darauf keine quantitativen Antworten geben.

Was lässt sich übertragen – und was nicht?

Die Simulationen basierten auf einer bestimmten Boden- und Vegetationskonfiguration. Die verfügbare Bodenfeuchte wurde nicht systematisch variiert. Die Ergebnisse lassen sich deshalb nicht ohne Weiteres auf deutlich trockenere Bedingungen übertragen. Um dieser Frage nachzugehen, wären Simulationen unter unterschiedlichen Feuchtebedingungen sowie mit realistischen meteorologischen Bedingungen und repräsentativen Böden und Vegetationsbedingungen notwendig.

Ähnliches gilt für die Größe der WEA. Die Studie untersuchte eine spezifische Anlagenkonfiguration. Größere Anlagen wirken auf einen anderen Bereich der atmosphärischen Grenzschicht ein. Die vorliegenden Simulationen können jedoch nicht zeigen, ob dadurch stärkere, schwächere oder schlicht andere Effekte in Bodennähe entstehen. Eine größere WEA bedeutet also nicht automatisch einen proportional größeren Effekt an der Oberfläche.

Wenn Journalist:innen nachfragen: Was die Ergebnisse tatsächlich aussagen

Die Fragen des australischen Journalisten machen eine grundsätzliche Herausforderung wissenschaftlicher Kommunikation deutlich. Ein wissenschaftliches Paper enthält die gesamte Kette der Erkenntnisgewinnung: von der Forschungsfrage über Methodik, Annahmen und verschiedene Szenarien bis hin zu Ergebnissen und Limitationen. Ein Nachrichtenartikel verfolgt ein anderes Ziel. Er muss ein komplexes Thema schnell vermitteln und für ein breites Publikum verständlich machen.

Eine gewisse Vereinfachung ist deshalb unvermeidbar. Doch welche Ergebnisse besonders hervorgehoben werden, beeinflusst maßgeblich, welche Botschaft bei den Leser:innen ankommt. In diesem Fall kann das stärkste nächtliche Erwärmungssignal zur Schlagzeile werden, während die Bedingungen, unter denen es beobachtet wurde, und die geringe Größenordnung der Veränderungen der Bodenfeuchte weniger Beachtung finden.

Das Gespräch mit dem RenewEconomy-Journalisten bot die Möglichkeit, diese Zusammenhänge genauer zu erläutern. Der daraus entstandene Artikel legte größeren Wert auf die Grenzen der Übertragbarkeit der Ergebnisse auf trockene australische Bedingungen und größere WEA sowie auf die geringe Größenordnung der simulierten Veränderungen der Bodenfeuchte. Die zugrunde liegende Forschung hatte sich nicht verändert. Der Kontext schon.

Vom Ergebnis zur Forschungsfrage

Für Projekt F3 des Boysen-TU Dresden-Graduiertenkolleg weist diese Erfahrung zugleich auf die nächste Phase der Forschung hin.

Die ersten Simulationen haben physikalische Mechanismen sichtbar gemacht, über die die von WEA erzeugte Turbulenz die Temperatur in Bodennähe, die Verdunstung und die Bodenfeuchte beeinflussen kann. Gleichzeitig stellt sich die Frage: Bleiben diese kurzfristigen Effekte auch dann relevant, wenn sich die atmosphärischen Bedingungen über längere Zeiträume natürlich verändern? Ein wichtiger nächster Schritt sind daher Simulationen über vollständige Tageszyklen, in denen sich die Bedingungen zwischen Tag und Nacht verändern können. Weitere Fragen betreffen den Einfluss unterschiedlicher Bodenfeuchtebedingungen und die Wechselwirkung größerer WEA mit der atmosphärischen Grenzschicht.

Das sind keine Schlussfolgerungen, die sich einfach aus der bestehenden Studie ableiten lassen. Es sind Fragen für die weitere Forschung.

Warum der Kontext zählt

Die Erfahrung zeigt eine grundsätzliche Herausforderung wissenschaftlicher Kommunikation: Ein wissenschaftliches Ergebnis lässt sich nicht immer von den Bedingungen trennen, unter denen es gewonnen wurde.

Die Studie von GRK-Projekt F3 zeigt, dass WEA die atmosphärische Turbulenz sowie den Austausch von Wärme und Wasser in Bodennähe beeinflussen können. Sie zeigt auch, dass Stärke und Richtung dieser Effekte stark von der atmosphärischen Stabilität abhängen. Gleichzeitig liefert die Studie keine quantitative Bewertung einer langfristigen Austrocknung landwirtschaftlicher Flächen. Ebenso können die Ergebnisse nicht einfach auf größere WEA übertragen oder direkt auf ein anderes Klima übertragen werden.

Für Projekt F3 endete die Reise der Forschung damit nicht mit der Veröffentlichung. Sobald die Ergebnisse die Forschungsgemeinschaft verlassen hatten, wurden sie Teil einer breiteren Diskussion über erneuerbare Energien, Landwirtschaft, Klima und Gesellschaft – und eröffneten zugleich neue Fragen für die Forschung selbst.

Die Geschichte handelt daher nicht nur davon, was WEA mit der Atmosphäre machen. Sie handelt auch davon, was mit wissenschaftlichem Wissen geschieht, wenn es die Forschungsgemeinschaft verlässt und in die Öffentlichkeit gelangt.