Влияние глобального изменения климата на урожай ожидается в течение 10 лет, говорится в исследовании НАСА

Согласно новому исследованию НАСА, изменение климата может повлиять на производство кукурузы и пшеницы уже в 2030 году.

Lee este anuncio de prensa en español aqui.

Согласно новому исследованию НАСА, опубликованному в журнале, изменение климата может повлиять на производство кукурузы (кукурузы) и пшеницы уже в 2030 году при сценарии с высокими выбросами парниковых газов. Природа Еда. Урожайность кукурузы, по прогнозам, снизится на 24%, а урожая пшеницы потенциально может вырасти примерно на 17%.

Используя передовые климатические и сельскохозяйственные модели, ученые обнаружили, что изменение урожайности связано с прогнозируемым повышением температуры, изменениями в характере осадков и повышенными концентрациями углекислого газа на поверхности земли из-за антропогенных выбросов парниковых газов. Эти изменения затруднили бы выращивание кукурузы в тропиках, но могли бы расширить диапазон выращивания пшеницы.

«Мы не ожидали увидеть такой фундаментальный сдвиг по сравнению с прогнозами урожайности на основе моделей климата и сельскохозяйственных культур предыдущего поколения, проведенных в 2014 году», — сказал ведущий автор Йонас Ягермейр, специалист по моделированию культур и климатолог из Космического института имени Годдарда НАСА. Исследования (GISS) и Институт Земли при Колумбийском университете в Нью-Йорке. По его словам, прогнозируемый отклик на кукурузу был на удивление большим и негативным. «Снижение на 20% по сравнению с текущим уровнем производства может иметь серьезные последствия во всем мире».

Согласно новому исследованию НАСА, средняя глобальная урожайность кукурузы или кукурузы может снизиться на 24% к концу века, причем снижение станет очевидным к 2030 году из-за высоких выбросов парниковых газов. Урожайность пшеницы, напротив, может вырасти примерно на 17%. Изменение урожайности связано с прогнозируемым повышением температуры, изменением режима выпадения осадков и повышением концентрации углекислого газа на поверхности из-за антропогенных выбросов парниковых газов, что затрудняет выращивание кукурузы в тропиках и расширяет ареал выращивания пшеницы. Авторы и права: НАСА/Кэти Мерсманн. Загрузка из студии научной визуализации НАСА.

Чтобы прийти к своим прогнозам, исследовательская группа использовала два набора моделей.Во-первых, они использовали моделирование климатических моделей из международного проекта по взаимному сравнению климатических моделей, фаза 6 (CMIP6). Каждая из пяти климатических моделей CMIP6, использованных в этом исследовании, использует свою собственную уникальную реакцию атмосферы Земли на сценарии выбросов парниковых газов до 2100 года. Эти реакции несколько различаются из-за различий в их представлениях о климатической системе Земли.

Затем исследовательская группа использовала симуляции климатических моделей в качестве исходных данных для 12 современных глобальных моделей сельскохозяйственных культур, которые являются частью проекта взаимного сравнения и улучшения сельскохозяйственных моделей (AgMIP), международного партнерства, координируемого Колумбийским университетом. Модели сельскохозяйственных культур моделируют в большом масштабе то, как сельскохозяйственные культуры растут и реагируют на условия окружающей среды, такие как температура, осадки и содержание углекислого газа в атмосфере, которые обеспечиваются моделями климата. Поведение каждого вида сельскохозяйственных культур основано на их реальных биологических реакциях, изученных в лабораторных экспериментах в помещении и на открытом воздухе. В конце концов, команда создала около 240 симуляций глобальных климатических культур для каждой культуры. Используя несколько моделей климата и сельскохозяйственных культур в различных комбинациях, исследователи были более уверены в своих результатах.

«Мы занимаемся моделированием сельскохозяйственных культур, которые эффективно выращивают виртуальные культуры день за днем, используя суперкомпьютер, а затем смотрим на изменения год за годом и десятилетие за десятилетием в каждой точке мира. », — сказал Алекс Руан, содиректор группы климатических воздействий GISS и соавтор исследования.

Это исследование было сосредоточено на последствиях изменения климата. Эти модели не учитывают экономические стимулы, изменение методов ведения сельского хозяйства и адаптацию, такую ​​как выведение более выносливых сортов сельскохозяйственных культур, хотя это область активных исследований. Исследовательская группа планирует рассмотреть эти аспекты в последующей работе, поскольку эти факторы также будут определять судьбу сельскохозяйственных урожаев в будущем, поскольку люди реагируют на изменения, вызванные климатом.

Команда изучила изменения долгосрочных средних урожаев и представила новую оценку того, когда последствия изменения климата «появляются» в качестве различимого сигнала от обычной, исторически известной изменчивости урожайности. Прогнозы по сое и рису показали снижение в некоторых регионах, но в глобальном масштабе разные модели по-прежнему расходятся во мнениях относительно общего воздействия изменения климата. Для кукурузы и пшеницы климатический эффект был гораздо более очевидным, и большинство результатов моделирования указывали на одно и то же направление.

Кукуруза, или кукуруза, выращивается во всем мире, и большие количества производятся в странах, расположенных ближе к экватору. Северная и Центральная Америка, Западная Африка, Центральная Азия, Бразилия и Китай потенциально столкнутся со снижением урожайности кукурузы в ближайшие годы и в последующие годы, поскольку средние температуры в этих регионах-житницах повышаются, что создает дополнительную нагрузку на растения.

Пшеница, которая лучше всего растет в умеренном климате, может стать более обширной территорией, где ее можно будет выращивать при повышении температуры, включая север Соединенных Штатов и Канаду, Северо-Китайские равнины, Центральную Азию, Южную Австралию и Восточную Африку, но эти успехи могут нивелировать от середины века.

Температура — не единственный фактор, который модели учитывают при моделировании будущих урожаев. Более высокий уровень углекислого газа в атмосфере оказывает положительное влияние на фотосинтез и удержание воды, повышая урожайность, хотя часто за счет питания. Этот эффект в большей степени проявляется для пшеницы, чем для кукурузы, что более точно отражено в моделях текущего поколения. Повышение глобальной температуры также связано с изменениями характера осадков, частоты и продолжительности периодов сильной жары и засух, которые могут повлиять на здоровье и продуктивность сельскохозяйственных культур. Более высокие температуры также влияют на продолжительность вегетационного периода и ускоряют созревание урожая.

«Вы можете думать о растениях как о собирающих солнечный свет в течение вегетационного периода», — сказал Руан. «Они собирают эту энергию, а затем вкладывают ее в растение и зерно.Так что, если вы спешите пройти этапы роста, к концу сезона вы просто не накопите столько энергии». В результате растение производит меньше всего зерна, чем при более длительном периоде развития. «Если вы растете быстрее, ваша урожайность на самом деле снижается».

«Даже при оптимистичных сценариях изменения климата, когда общества предпринимают амбициозные усилия по ограничению глобального повышения температуры, глобальное сельское хозяйство сталкивается с новой климатической реальностью», — сказал Ягермейр. «А с учетом взаимосвязанности глобальной продовольственной системы воздействие даже на житницу одного региона будет ощущаться во всем мире».

Похожие истории

В новой серии видеороликов рассказывается об упорной работе и энтузиазме ученых и инженеров, которые помогают запустить этот замечательный новый спутник.