The effect of a vegetated Sahara on the West African monsoon rainbelt in mid-Holocene storm-resolving simulations
Authors: Jungandreas Leonore , Hohenegger Cathy , Claussen Martin 
Published: December 2021

&lt;p&gt;Im mittleren Holoz&amp;#228;n dehnten sich die westafrikanischen Monsunniederschl&amp;#228;ge deutlich weiter nach Norden aus als es heute der Fall ist. Modellsimulation stellen, im Vergleich zu Rekonstruktionen, eine zu schwache Verschiebung des Niederschlags nach Norden dar mit einem zu starken meridionalen Niederschlagsgradienten. Studien zeigen, dass die Repr&amp;#228;sentation von Wechselwirkungen zwischen Land und Atmosph&amp;#228;re daf&amp;#252;r von entscheidender Bedeutung sind. Wechselwirkungen zwischen Land und Atmosph&amp;#228;re k&amp;#246;nnen jedoch stark variieren, abh&amp;#228;ngig davon, ob konvektive Prozesse in Klimamodellen explizit aufgel&amp;#246;st oder parametrisiert werden. Daher untersuchen wir, ob und wie Wechselwirkungen zwischen Land und Atmosph&amp;#228;re die westafrikanischen Monsunniederschl&amp;#228;ge in Simulationen mit explizit aufgel&amp;#246;ster und parametrisierter Konvektion beeinflussen.&lt;br /&gt;&lt;br /&gt;Unabh&amp;#228;ngig von der Darstellung der Konvektion weisen Simulationen mit einer h&amp;#246;heren Vegetationsdichte w&amp;#228;hrend des mittleren Holoz&amp;#228;ns - im Vergleich zu Simulation mit heutiger Vegetation - eine positive Wechselwirkungen zwischen Land und Atmosph&amp;#228;re &amp;#252;ber Nordafrika auf. Sowohl in unseren Simulationen mit explizit aufgel&amp;#246;ster als auch mit parametrisierter Konvektion dehnt sich das Niederschlagsband &amp;#252;ber Nordafrika um 4-5&amp;#176; nach Norden aus, wenn wir eine h&amp;#246;here Vegetation vorschreiben. Diese n&amp;#246;rdliche Ausdehnung der Monsunniederschl&amp;#228;ge ist eine Folge von h&amp;#246;heren latenten W&amp;#228;rmefl&amp;#252;ssen in der Sahel-Sahara Region und einer Abschw&amp;#228;chung und Nordw&amp;#228;rts-Verschiebung des afrikanischen Ostjets.&lt;br /&gt;&lt;br /&gt;W&amp;#228;hrend sich die Art der Wechselwirkungen zwischen Land und Atmosph&amp;#228;re in Simulationen mit explizit aufgel&amp;#246;ster und parametrisierter Konvektion nicht unterscheidet, ist die St&amp;#228;rke der Wechselwirkungen zwischen Land und Atmosph&amp;#228;re deutlich verschieden. In Simulationen mit expliziter Konvektion sind die positiven Wechselwirkungen zwischen Land und Atmosph&amp;#228;re schw&amp;#228;cher ausgepr&amp;#228;gt als in Simulationen mit parametrisierter Konvektion. Der Grund f&amp;#252;r diese schw&amp;#228;cheren Wechselwirkungen - im Gegensatz zu bisherigen Studien - ist nicht die abgeschw&amp;#228;chte Reaktion des Niederschlags auf eine &amp;#196;nderung des latenten W&amp;#228;rmeflusses, sondern die abgeschw&amp;#228;chte Reaktion der Bodenfeuchte auf eine &amp;#196;nderung des Niederschlags. Die Darstellung der Konvektion beeinflusst ma&amp;#223;geblich die Niederschlagseigenschaften, wie beispielsweise deren Intensit&amp;#228;t, r&amp;#228;umliche Verteilung oder H&amp;#228;ufigkeit. Diese verschiedenen Niederschlagseigenschaften beeinflussen den hydrologischen Kreislauf in unseren Simulationen ma&amp;#223;geblich. Lokale Starkniederschl&amp;#228;ge in Simulationen mit expliziter Konvektion f&amp;#252;hren zu einem hohen Wasserabfluss, weshalb sich die Bodenfeuchte weniger gut regenerieren kann als in Simulationen mit parametrisierter Konvektion. Wir zeigen, dass diese Limitierung der Bodenfeuchte in Simulationen mit expliziter Konvektion im Vergleich zu Simulationen mit parametrisierter Konvektion, die potenzielle St&amp;#228;rke der Wechselwirkungen zwischen Land und Atmosph&amp;#228;re einschr&amp;#228;nkt und die n&amp;#246;rdliche Ausdehnung der Monsunniederschl&amp;#228;ge begrenzt.&lt;/p&gt;