Disputation, Ellen Berntell

Disputation

Datum: fredag 9 juni 2023

Tid: 13.00 – 15.30

Plats: De Geersalen, Geovetenskapens hus, Svante Arrhenius väg 14 and online via Zoom

Understanding West African Monsoon Variability: Insights from Paleoclimate Modelling of Past Warm Climates

Sammanfattning

Ellen Berntell

Sahel är ett område definierat av halvaridt klimat, som sträcker sig genom norra Afrika från At- lantkusten i väster till Röda havet i öster. Sahel, vars namn har arabiskt ursprung och betyder ”kust”, ligger mellan det torra Sahara i norr och tropiska, fuktiga klimatet i söder. Jordbruket i området stöds främst av regn som förs in med den västafrikanska monsunen, och är därigenom känsligt för förändringar i nederbörd. Under 1900-talet drabbades regionen av utbredd torka och svält, vilket betonade den socioekonomiska betydelsen av att förstå vad som driver neder- bördsvariationer i området. Framtidens nederbörd förblir dock osäker på grund av den kom- plexa karaktären hos den västafrikanska monsunen, som påverkas av inre klimatvariationer, ex- tern påverkan och olika återkopplingsprocesser. Den låga mängden observationer i Västafrika och bristen på längre tidsserier komplicerar förståelsen av dessa processer ytterligare.

Denna avhandling använder paleo-klimatmodellering för att undersöka interna och externa drivkrafter som påverkar monsunen i Västafrika. Vår studie bekräftade att modeller som endast simulerar atmosfären kan fånga den flera decennier långa observerade nederbördsvariabiliteten under 1900-talet, även om reanalysdata inte lyckas reproducera rätt tidpunkt. Analys av en 1001 år lång simulering, gjord med jordsystemmodellen EC-Earth3, identifierade två drivkrafter för nederbördsvariationer på denna skala, vilka tillsammans står för 90% av den totala samvariatio- nen mellan den västafrikanska nederbörden och yttemperaturerna i Atlanten. Detta resultat stärker vår förståelse av relationen mellan havstemperaturer och den västafrikanska monsunen som ob- serverades under 1900-talet. En ensemble av klimatmodellsimuleringar av mellan-Pliocenen (PlioMIP2) visar att höga CO2-nivåer och en annorlunda paleogeografi under denna period ledde till ökad nederbörd och en förstärkt västafrikansk monsun. Vår analys betonade dessutom vege- tationens avgörande roll för att förstärka monsunen i tidigare varma klimat.

Simuleringar med fördefinierad vegetation fångar dock bara en inverkan i en riktning, från vegetationen på klimatet. Den senaste gången Sahara täcktes av vegetation var under mellan- Holocenen, då en ändrad bana kring solen ledde till en förstärkt västafrikansk monsun och ökad nederbörd i Sahel och Sahara. En simulering av denna period, gjord med en jordsystemmod- ell med kopplad dynamisk vegetation, visade att vegetationsåterkopplingar förstärker monsunen ytterligare, men är otillräckliga för att flytta monsunen norrut eller öka vegetationstäcket över Sahara. Dessa resultat avslöjar ett torrare klimat och en underrepresentation av simulerad vege- tation jämfört med proxydata, vilket understryker vikten av ytterligare återkopplingsprocesser för att skapa en starkare monsun som når längre norrut i Västafrika, och öka mängden vegetationen i Sahara.

Sammantaget främjar den här avhandlingen vår förståelse av drivkrafterna bakom variationer i den västafrikanska monsunen och ger värdefulla insikter för att förbättra framtida nederbörd- sprognoser i denna sårbara region.

Disputation

2023-06-09, De Geersalen, Geovetenskapens hus, Svante Arrhenius väg 14 och online via Zoom: https://stockholmuniversity.zoom.us/j/61869014655, Stockholm, 13:00 (Engelska)

Opponent

Giannini, Alessandra, Professor

Handledare

Zhang, Qiong, Professor

Läs hela doktorsavhandlingen

Tema

Senast uppdaterad: 15 maj 2023

Sidansvarig: Institutionen för naturgeografi