Windturbinen verändern die Nordsee messbar

Im Januar 2026 veröffentlichte Dr. Nils Christiansen vom Helmholtz-Zentrum Hereon einen Datensatz, den es so noch nicht gab: die simulierten Strömungsmuster einer Nordsee mit zehnmal so vielen Offshore-Windturbinen wie heute. Das Ergebnis überraschte. „Unsere Simulationen zeigen ein neues, fein strukturiertes Strömungsmuster, das sich über die gesamte Nordsee ausbreiten kann”, schrieb er in der Studie. Die Verlangsamung von Oberflächenströmen um bis zu 20 Prozent ist kein lokales Phänomen rund um einzelne Windparks. Es ist eine Gesamtveränderung.

Wie Turbinen unter und über Wasser bremsen

Offshore-Windturbinen greifen auf zwei Ebenen in das Meeresmilieu ein. Über Wasser entziehen die Rotoren dem Wind Energie. Was auf der Leeseite einer Turbine ankommt, ist ein Windschatten: eine Zone reduzierter Windgeschwindigkeit, die sich bis zu 70 Kilometer hinter dem Park erstrecken kann. In dieser Zone sind Windgeschwindigkeiten um 1 bis 2 Meter pro Sekunde gedrosselt. Weniger Wind treibt weniger Oberflächenströmung an.

Unter Wasser wirken die Fundamente der Turbinen wie Hindernisse in einem Flussbett. Die Metallpfeiler bremsen die Gezeitenströmung, erzeugen Verwirbelungen bis zu einem Kilometer stromabwärts und intensivieren die vertikale Durchmischung des Wassers. Innerhalb eines Windparks verdoppelt sich die Vermischungsintensität gegenüber offenen Meeresgebieten, berechnete Christiansens Team. Außerhalb des Parks kehrt sich der Effekt um: Die Durchmischung nimmt ab, die Schichtung des Wassers verstärkt sich.

Diese beiden Mechanismen wirken gleichzeitig und entgegengesetzt: Über Wasser bremsen die Turbinen den Wind und dämpfen damit die Oberflächenströmung. Unter Wasser stören die Pfeiler lokale Strömungen und erhöhen die Tiefendurchmischung. Christiansens Studie, erschienen in der Fachzeitschrift Communications Earth & Environment, hat erstmals die kumulative Wirkung aller bis 2050 geplanten Nordsee-Parks in einem Modell zusammengeführt.

Nordsee und Ostsee reagieren unterschiedlich

Eine zweite Studie, erschienen im Fachjournal npj Ocean Sustainability, vergleicht die Effekte in zwei europäischen Meeresgebieten: der Nordsee und der Ostsee. Die Unterschiede sind erheblich.

In der Nordsee zeigen sich räumlich heterogene Veränderungen. In manchen Bereichen nimmt die Primärproduktion (das Wachstum von Algen und Phytoplankton, die Nahrungsgrundlage des Meereslebens) lokal um bis zu 10 Prozent zu, in anderen Bereichen ebenso stark ab. Die Muster sind kleinräumig und standortabhängig. Welches Gebiet profitiert und welches leidet, hängt davon ab, wie der jeweilige Park die lokale Strömung und Schichtung beeinflusst.

In der Ostsee ist der Effekt einheitlicher und nachteiliger. Der Windschatten der Turbinen stärkt die natürliche Schichtung des Wassers: Oben verbleibt das wärmere, nährstoffärmere Oberflächenwasser, unten das kühlere, nährstoffreichere Tiefenwasser, getrennt durch eine Sprungschicht, über die weniger Nährstoffe aufsteigen. Die Folge ist ein Rückgang der Primärproduktion in großen Teilen des Binnenmeers. Für ein ohnehin sauerstoffgestresstes Gewässer mit regelmäßigen Todeszonen am Grund ist das eine zusätzliche Belastung.

Drei offene Fragen: Ökosystem, Schifffahrt, Fischerei

Die ökologischen Auswirkungen sind komplex und für viele Fragen noch offen. Christiansen und sein Team bezeichnen die Gesamteffekte in der Nordsee als „meist im Bereich natürlicher Schwankungen”. Das ist keine Entwarnung, sondern eine Einschätzung mit Unsicherheiten: Die Nordsee kennt erhebliche jahreszeitliche Variabilität und die Windpark-Effekte überschreiten diese Variabilität in den Simulationen nicht grundlegend. Ob das in der Realität stimmt, hängt davon ab, wo genau Parks gebaut werden und wie dicht sie geclustert sind.

Konkreter sind die Folgen für die Schifffahrt. Nordsee-Strömungen sind Grundlage für Navigationsmodelle, Gezeiten-Voraussagen und Küstenschutzberechnungen. Wenn sich das Strömungsmuster flächig verändert, werden bestehende Modelle ungenauer. Das betrifft Hafenplanung, Havariemanagement und Küstenschutzvorhersagen an Stellen, an denen die Niederlande, Deutschland und Dänemark Deiche planen und unterhalten. Laut Christiansen könnten veränderte Strömungsmuster die Genauigkeit von Küsten- und Schifffahrtsprognosen merklich reduzieren.

Für die Fischerei bedeuten veränderte Strömungen veränderte Nährstoffverteilung, veränderte Temperaturgefälle und veränderte Laichgebiete. Welche Fischarten wo profitieren und welche nicht, hängt vom genauen Standort der Windparks ab und ist noch nicht systematisch durchmodelliert. Das Forscherteam des Helmholtz-Zentrums empfiehlt, diese Fragen früh und standortspezifisch zu untersuchen, bevor neue Parkflächen genehmigt werden.

Mehr Abstand zwischen Turbinen als einfachste Lösung

Christiansens Team hat auch Minderungsansätze untersucht. Der wichtigste Befund: Größere Abstände zwischen den Turbinen verringern die Überlagerung von Turbulenzen aus Wind- und Gezeitenwakes erheblich. Weniger Überlagerung bedeutet weniger ungewollte Durchmischungsintensität. Der Effekt ist messbar und das Instrument ist einfach verfügbar.

Wirtschaftlich ist der Ansatz allerdings heikel: Größere Abstände bedeuten weniger installierte Kapazität auf derselben Meeresfläche. Für einen Sektor, der unter erheblichem politischen Druck steht, schnell viel Leistung zu installieren, ist das ein echter Zielkonflikt. Die Autoren der Studie plädieren dennoch dafür, ökologische Kriterien früher und systematischer in die Planung einzubeziehen, nicht erst, wenn Parks bereits genehmigt sind.

Was Zehnfachausbau bis 2050 bedeutet

Die Nordsee-Anrainerstaaten haben sich auf ehrgeizige Ausbauziele geeinigt. Bis 2050 soll die Offshore-Windkapazität in der Nordsee auf mehr als das Zehnfache des heutigen Stands wachsen. Deutschland plant dutzende neuer Anlagen. Die von Christiansen simulierten 20 Prozent Strömungsverlangsamung basieren auf diesem Ausbauszenario. Bei engerer Clusterung der Parks könnten die Effekte regional noch stärker ausfallen.

Christiansens Studie erschien im Januar 2026. Die meisten Genehmigungsverfahren für bereits geplante Parks laufen bereits oder sind abgeschlossen. Die Empfehlung der Forschenden steht: mehr Abstand, mehr Ökologiebewertung, früher im Prozess. Ob die zuständigen Planungsbehörden in den Niederlanden, Deutschland und Dänemark die Erkenntnisse in laufende Verfahren einbringen, ist offen. Was feststeht: Mit dem Ausbau wächst auch der Bedarf an verlässlichen Modellen für ein Meer, das sich durch den Ausbau selbst verändert.