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Dynamik des Klima-Vegetation-Systems

Das Klima prägt die Vegetation, und die Vegetation wiederum verändert das Klima, z. B. dadurch, dass Böden und Pflanzen Sonnenlicht unterschiedlich reflektieren oder dass Pflanzen durch Transpiration eine ansonsten trockene Umgebung kühlen. Ziel dieser Forschungsgruppe ist es, die terrestrischen biogeophysikalischen Wechselwirkungsprozesse im Klimasystem der Erde zu verstehen. Daher beschäftigen wir uns mit folgenden Fragen: Wie hat sich die Wechselwirkung zwischen der Atmosphäre, der Vegetation, der Landoberfläche und dem Ozean in der Vergangenheit entwickelt und wie könnte sie sich in Zukunft entwickeln? Unter welchen Bedingungen kann diese Wechselwirkung zu abrupten Übergängen in neue Klima- und Ökosystemzustände führen? (Bildnachweis für die Kopfzeile: Stefan Kröpelin, Köln)

Globalen Vegetationsmuster MPI-ESM Modellsimulation der letzten 8000 Jahr
Momentaufnahmen von simulierten globalen Vegetationsmustern, sogenannten Biomen, abgeleitet aus einer MPI-ESM Modellsimulation der letzten 8000 Jahre (Brovkin et al., 2019) mit Hilfe eines in dieser Gruppe entwickelten Biomisierungsprogramms (Dallmeyer et al., 2019). Am auffälligsten ist die weit in die Sahara hineinreichende Vegetationsbedeckung während der ersten Jahrtausende der Simulation. Die Periode der „Grünen Sahara“ endete zwischen 4000 v.u.Z. und 2000 v.u.Z., früher im Norden als im Süden und früher im Westen als im Osten (Dallmeyer et al., 2020). In einigen Regionen vollzog sich die Ausdehnung der Sahara rasch, viel schneller als die allmähliche Veränderung der Klimaantriebe wie Sonneneinstrahlung und CO2-Konzentration vor der Industrialisierung (Claussen et al., 2017).

Mitglieder der Gruppe und deren Forschungsgebiet

Name Status Forschungsgebiet
Martin Claußen Gruppenleiter Globale Wechselwirkung im vergangenen und gegenwärtigen Klima
Jürgen Bader Gast (UHH, IfM) Erdsystemdynamik
Anne Dallmeyer Wissenschaftlerin Paläovegetationsdynamik
Pinhsin Hu Gast (MPI-BGC, Jena) Modellierung der funktionellen Vielfalt von Pflanzen und ihrer Wechselwirkung mit dem Klima
Leonore Jungandreas Gast (iDIV, Leipzig) Wechselwirkung zwischen hochreichender Konvektion und der Landoberfläche im holozänen Nordafrika
Christian Reick Gast Theorie des terrestrischen Kohlenstoffkreislaufes

Gruppenmitglieder und Publikationen

Name
Email
Position
Telefon
Raum
Claußen, Martin
Gruppenleiter*in
+49 40 41173-212
G 1719
Dallmeyer, Anne
Wissenschaftler*in
-
-
  • Hu, P.-h., Reick, C., Schnur, R., Kleidon, A. & Claussen, M. (2026). The new plant functional diversity model JeDi-BACH (version 1.0) in the ICON Earth System Model (version 1.0). Geoscientific Model Development, 19, 6357-6402. doi:10.5194/gmd-19-6357-2026 [publisher-version]
  • Dallmeyer, A., Weitzel, N., Schild, L., Herzschuh, U., Kleinen, T. & Claussen, M. (2026). Unravelling the tree cover dynamics over the last 20 000 years on the Northern Hemisphere. Climate of the Past, 22, 1125-1157. doi:10.5194/cp-22-1125-2026 [publisher-version]
  • Sylvestre, F., Melles, M., Wennrich, V., Dinies, M., Chalié, F., Swingedouw, D., Dallmeyer, A., Shi, X., Claussen, M., Jaeschke, A., Cocquyt, C., Karls, J., Kuper, J., Mallaye, B., Mazur, J.-C., Paillès, C., Rirongarti, R., Rethemeyer, J., Ritter-Prinz, B., Schefuß, E., Viehberg, F., Wagner, B., Werner, M., Yacoub, A. & Kröpelin, S. (2026). Decadal-scale droughts disrupted the African Humid Period in the Sahara. Nature, 652, 365-370. doi:10.1038/s41586-026-10336-7
  • Hoelzmann, P., Claussen, M., Dallmeyer, A., Darius, F., Dinies, M., Reinhardt-Imjela, C., Jungandreas, L., Schröder, B. & Kröpelin, S. (2025). Mid-Holocene extreme precipitation in the Tibesti, Central Sahara. Nature Communications, 16(1): 7426. doi:10.1038/s41467-025-62769-9 [publisher-version][supplementary-material][any-fulltext]
  • Busch, R., Dallmeyer, A., Herzschuh, U., Pirson, F., Schütt, B. & Becker, F. (2025). Agroclimatic landscapes of Pergamon: modelling agricultral suitability of an ancient city and its environs. PLOS ONE, 20(7): e0325779. doi:10.1371/journal.pone.0325779 [publisher-version][supplementary-material][supplementary-material]
  • Li, C., Dallmeyer, A., Ni, J., Chevalier, M., Willeit, M., Andreev, A., Cao, X., Schild, L., Heim, B., Wieczorek, M. & Herzschuh, U. (2025). Global biome changes over the last 21,000 years inferred from model-data comparisons. Climate of the Past, 21(6), 1001-1024. doi:10.5194/cp-21-1001-2025 [publisher-version][supplementary-material]
  • Duque-Villegas, M., Claussen, M., Kleinen, T., Bader, J. & Reick, C. (2025). Pattern scaling of simulated vegetation change in North Africa during glacial cycles. Climate of the Past, 21(4), 773-794. doi:10.5194/cp-21-773-2025 [publisher-version]
  • Zaki, A., Delaunay, A., Baby, G., Haghipour, N., Blanchet, C., Dallmeyer, A., Sternai, P., Woor, S., Wani, O., Khalil, H., Schuster, M., Petraglia, M., Sylvestre, F., Peyrotty, G., Ali, M., Van Buchem, F., Afifi, A. & Castelltort, S. (2025). Monsoonal imprint on late Quaternary landscapes of the Rub’ al Khali Desert. Communications Earth & Environment, 6: 255. [publisher-version][any-fulltext][supplementary-material][supplementary-material][supplementary-material][supplementary-material]
  • von Storch, H., Claussen, M., Heimann, M., Sausen, R. & Zorita, E. (2025). Climate science concepts born in Hamburg. Cham: Springer Nature Switzerland AG.
  • Dallmeyer, A., Schild, L., Claussen, M., Kleinen, T. & Herzschuh, U. (2025). Challenges and insights in comparing simulated tree cover changes over the last 20,000 years with reconstructions for the Northern Hemisphere. . EGU General Assembly 2025. Vienna, Austria. 2025-04-27 - 2025-05-01 doi:10.5194/egusphere-egu25-8759 [abstract]
  • Specht, N., Claussen, M. & Kleinen, T. (2024). Dynamic interaction between lakes, climate, and vegetation across northern Africa during the mid-Holocene. Climate of the Past, 20, 1595-1613. doi:10.5194/cp-20-1595-2024 [research-data][publisher-version]
  • Valencia, S., Villegas, J., Hoyos, N., Duque-Villegas, M. & Salazar, J. (2024). Streamflow response to land use/land cover change in the tropical Andes using multiple SWAT model variants. Journal of Hydrology: Regional Studies, 54: 101888. doi:10.1016/j.ejrh.2024.101888 [publisher-version][supplementary-material][supplementary-material][supplementary-material]
  • Torres Mendonca, G., Reick, C. & Pongratz, J. (2024). Timescale dependence of airborne fraction and underlying climate-carbon-cycle feedbacks for weak perturbations in CMIP5 models. Biogeosciences, 21, 1923-1960. doi:10.5194/bg-21-1923-2024 [supplementary-material][publisher-version]
  • Duque-Villegas, M. (2023). Understanding the dynamics of late Quaternary African humid periods. Phd Thesis, Hamburg: Universität Hamburg. Berichte zur Erdsystemforschung, 272. doi:10.17617/2.3556280 [publisher-version]
  • Shi, X., Werner, M., Yang, H., D'Agostino, R., Liu, J., Yang, C. & Lohmann, G. (2023). Unraveling the complexities of the Last Glacial Maximum climate: the role of individual boundary conditions and forcings. Climate of the Past, 19, 2157-2175. doi:10.5194/cp-19-2157-2023 [publisher-version][supplementary-material]
  • Specht, N. (2023). Dynamic interaction between climate, lakes and vegetation over North Africa. Phd Thesis, Hamburg: Universität Hamburg. Berichte zur Erdsystemforschung, 270. doi:10.17617/2.3523251 [publisher-version]
  • Brönnimann, S. & Claussen, M. (2023). Zur Aktualität von Humboldts Klimaforschung: Geleitwort. In Nehrlich, T. & Strobl, M. (Eds.), Ueber die Hauptursachen der Temperatur-Verschiedenheit auf dem Erdkörper: Schriften zum Klima / Alexander von Humboldt (pp.9-28). Hannover: Werhahn Verlag.
  • Jungandreas, L., Hohenegger, C. & Claussen, M. (2023). How does the explicit treatment of convection alters the precipitation-soil hydrology interaction in the mid-Holocene African humid period?. Climate of the Past, 19, 637-664. doi:10.5194/cp-19-637-2023 [publisher-version]
  • Chevalier, M., Dallmeyer, A., Weitzel, N., Li, C., Baudouin, J.-P., Herzschuh, U., Cao, X. & Hense, A. (2023). Refining data-data and data-model vegetation comparisons using the Earth mover's distance (EMD). Climate of the Past, 19, 1043-1060. doi:10.5194/cp-19-1043-2023 [publisher-version]
  • Jungandreas, L., Hohenegger, C. & Claussen, M. (2023). How does the explicit treatment of convection alter the precipitation-soil hydrology interaction in the mid-Holocene African humid period?. Climate of the Past, 19(3), 637-664. doi:10.5194/cp-19-637-2023 [supplementary-material]
  • Herzschuh, U., Böhmer, T., Li, C., Chevalier, M., Hébert, R., Dallmeyer, A., Cao, X., Bigelow, N., Nazarova, L., Novenko, E., Park, J., Peyron, O., Rudaya, N., Schlütz, F., Shumilovskikh, L., Tarasov, P., Wang, Y., Wen, R., Xu, Q. & Zheng, Z. (2023). LegacyClimate 1.0: A dataset of pollen-based climate reconstructions from 2594 Northern Hemisphere sites covering the last 30kyr and beyond. Earth System Science Data, 15, 2235-2258. doi:10.5194/essd-15-2235-2023 [publisher-version]
  • Herzschuh, U., Böhmer, T., Chevalier, M., Dallmeyer, A., Li, C., Cao, X., Hebert, R., Peyron, O., Nazarova, L., Novenko, E., Park, J., Rudaya, N., Schlütz, F., Shumilovskikh, L., Tarasov, P., Wang, Y., Wen, R., Xu, Q. & Zheng, Z. (2023). Regional pollen-based Holocene temperature and precipitation patterns depart from the Northern Hemisphere mean trends. Climate of the Past, 19, 1481-1506. doi:10.5194/cp-19-1481-2023 [publisher-version]
  • Dallmeyer, A., Poska, A., Marquer, L., Seim, A. & Gaillard-Lemdahl, M.-J. (2023). The challenge of comparing pollen-based quantitative vegetation reconstruction with outputs from vegetation models - a European perspective. Climate of the Past, 19, 1531-1557. doi:10.5194/cp-19-1531-2023 [supplementary-material][publisher-version]
  • Kirsten, F., Dallmeyer, A., Bernbeck, R., Böhmer, T., Busch, R., Hessari, M., Pollock, S. & Schütt, B. (2023). Were climatic forcings the main driver for Mid-Holocene changes in settlement dynamics on the Varmin Plain (Central Iranian Plateau)?. PLoS One. doi:10.1371/journal.pone.0290181 [supplementary-material][publisher-version]
  • Herzschuh, U., Böhmer, T., Li, C., Cao, X., Hébert, R., Dallmeyer, A., Telford, R. & Kruse, S. (2022). Reversals in temperature-precipitation correlations in the Northern Hemisphere extratropics during the Holocene. Geophysical Research Letters, 49: e2022GL099730. doi:10.1029/2022GL099730 [publisher-version]

Kontakt

Prof. Dr. Martin Claußen

Gruppenleiter
Tel.: +49 (0)40 41173-212
martin.claussen@we dont want spammpimet.mpg.de

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