In the future, the Sahara and Sahelian regions could experience more rainfall than today as a result of climate change. Wetter periods, termed African humid periods, occurred in the past and witnessed a mesic landscape in place of today's hyperarid and semiarid environment. Such large past changes raise the question of whether the near future might hold in store similar environmental transformations, particularly in view of the growing human-induced climate, land-use, and land-cover changes. In the last decades, geoengineering initiatives (in the form of active re-greening projects of the Sahara and Sahel) have been proposed and could have significant effects on the climate of the region. Here, we synthesize the literature on past and projected changes in the hydroclimate of the Sahelian-Saharan region and the associated feedbacks. We further address the current state of knowledge concerning Saharan and Sahelian afforestation projects and their consequences. Our review underscores the importance of vegetation in land-atmosphere-ocean feedback processes and the far-field impacts of northern African ecosystem changes. In the future, the Sahara and Sahelian regions could experience more rainfall than today as a result of climate change. Wetter periods, termed African humid periods, occurred in the past and witnessed a mesic landscape in place of today's hyperarid and semiarid environment. Such large past changes raise the question of whether the near future might hold in store similar environmental transformations, particularly in view of the growing human-induced climate, land-use, and land-cover changes. In the last decades, geoengineering initiatives (in the form of active re-greening projects of the Sahara and Sahel) have been proposed and could have significant effects on the climate of the region. Here, we synthesize the literature on past and projected changes in the hydroclimate of the Sahelian-Saharan region and the associated feedbacks. We further address the current state of knowledge concerning Saharan and Sahelian afforestation projects and their consequences. Our review underscores the importance of vegetation in land-atmosphere-ocean feedback processes and the far-field impacts of northern African ecosystem changes.

Abstract. During the first half of the Holocene (11 000 to 5000 years ago), the Northern Hemisphere experienced a strengthening of the monsoonal regime, with climate reconstructions robustly suggesting a greening of the Sahara region. Palaeoclimate archives also show that this so-called African humid period (AHP) was accompanied by changes in climate conditions at middle to high latitudes. However, inconsistencies still exist in reconstructions of the mid-Holocene (MH) climate at mid-latitudes, and model simulations provide limited support in reducing these discrepancies. In this paper, a set of simulations performed using a climate model are used to investigate the hitherto unexplored impact of Saharan greening on mid-latitude atmospheric circulation during the MH. Numerical simulations show Saharan greening has a year-round impact on the main circulation features in the Northern Hemisphere, especially during boreal summer (when the African monsoon develops). Key findings include a westward shift in the global Walker Circulation, leading to modifications in the North Atlantic jet stream in summer and the North Pacific jet stream in winter. Furthermore, Saharan greening modifies atmospheric synoptic circulation over the North Atlantic, enhancing the effect of orbital forcing on the transition of the North Atlantic Oscillation phase from predominantly positive to negative in winter and summer. Although the prescription of vegetation in the Sahara does not improve the proxy–model agreement, this study provides the first constraint on the influence of Saharan greening on northern mid-latitudes, opening new opportunities for understanding MH climate anomalies in regions such as North America and Eurasia.

Abstract. The article explores the potential use of climate models to reproduce wine grape productivity at a local scale in Italy. To this end, both single and multiple regression approaches are used to link productivity data provided by two Italian wine consortia with bioclimatic indices. Temperature- and precipitation-based bioclimatic indices are computed using the observational dataset E-OBS, the high-resolution climate reanalysis product SPHERA, the regional climate model CNRM-ALADIN, and the kilometer-scale convection-permitting climate model CNRM-AROME. The multiple regression method outperforms the single regression systematically, enhancing the ability of bioclimatic indices to explain productivity variability. The results show that productivity is strongly tied to temperature-based bioclimatic indices in the area of the Consorzio per la tutela del Franciacorta in northern Italy, while for the Consorzio del Vino Nobile di Montepulciano area in central Italy both temperature- and precipitation-based indices are relevant. Climate models, providing similar results as E-OBS and SPHERA, appear to be a useful tool to explain productivity variance. In particular, the added value of convection-permitting resolution is evident when precipitation-based indices are considered. This assessment shows windows of opportunity for using climate models, especially at a convection-permitting scale, to investigate future climate change impact on wine production.