DFG-Boysen RTG F3
Wind Farm Bad Laustadt
Projekt: Boysen GRK F3
Auswirkungen von Windparks auf das Agrarökosystem durch veränderte turbulente Durchmischung in der atmosphärischen Grenzschicht
Motivation
Angesichts des weltweit steigenden Energiebedarfs und der Dringlichkeit, den Klimawandel zu bekämpfen, haben nachhaltige und erneuerbare Energiequellen große Aufmerksamkeit erlangt. Die weltweite Verbreitung von Technologien für erneuerbare Energien hat die lokale Landnutzung und die mikroklimatischen Bedingungen deutlich verändert. In dieser Studie wird daher untersucht, wie die von Windturbinen erzeugten Turbulenzen klimatische Faktoren in der Umgebung wie Lufttemperatur, Evapotranspiration und Bodenfeuchtigkeit beeinflussen. Durch die Untersuchung dieser Dynamik wollen wir zu einem besseren Verständnis der Auswirkungen der Windenergieinfrastruktur auf ihre unmittelbare Umgebung beitragen und so eine fundierte Entscheidungsfindung für eine nachhaltige Energieentwicklung ermöglichen.
Zielsetzungen
Dieses Forschungsprojekt am Lehrstuhl für Meteorologie zielt darauf ab, den Übergang zu grüner Energie zu unterstützen und den Klimawandel abzuschwächen, indem die mikroklimatischen Auswirkungen von Windturbinen mit Hilfe des PALM Large Eddy Simulation (LES)-Modells untersucht werden. Wir analysieren die turbulenten Wechselwirkungen und die daraus resultierenden mikroklimatischen Veränderungen, die durch den Betrieb von Windturbinen verursacht werden, mit Hilfe von hochauflösenden Simulationen. Vorläufige Ergebnisse deuten darauf hin, dass Windturbinen tagsüber eine leichte Abkühlung und nachts eine Erwärmung verursachen, was mit früheren Untersuchungen übereinstimmt. Darüber hinaus beeinflussen die von Windturbinen erzeugten Turbulenzen die Bodenfeuchtigkeit und die Evapotranspirationsraten, wobei die Auswirkungen unter bestimmten atmosphärischen Bedingungen besonders ausgeprägt sind. Im Anschluss an die Simulationsergebnisse von PALM wird das Agrarökosystemmodell MONICA verwendet, um die Auswirkungen dieser mikroklimatischen Veränderungen auf landwirtschaftliche Ökosysteme zu bewerten. Diese Analyse wird sich darauf konzentrieren, wie sich veränderte Bodenfeuchtigkeits- und Temperaturmuster auf die Ernteerträge auswirken und das Potenzial zur Verringerung des Risikos von Spätfrostschäden bei Frühkulturen bewerten. Durch die Aufklärung dieser Dynamik wollen wir wertvolle Erkenntnisse für die Optimierung der Windenergieinfrastruktur und die Förderung nachhaltiger Energiepraktiken angesichts der Herausforderungen des Klimawandels gewinnen.