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?

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 BCE und 2000 BCE, 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).