Alcune delle colture più importanti rischiano danni sostanziali a causa dell'aumento delle temperature. Per valutare meglio in che modo il cambiamento climatico causato dalle emissioni umane di gas serra avrà probabilmente un impatto sul grano, mais e soia, un team internazionale di scienziati ha condotto una serie senza precedenti di simulazioni al computer dei raccolti statunitensi. Le simulazioni hanno riprodotto una forte riduzione dei raccolti passati indotta dalle alte temperature, confermando così che catturano un meccanismo principale per le proiezioni future. È importante sottolineare che gli scienziati scoprono che una maggiore irrigazione può ridurre gli effetti negativi del riscaldamento globale sui raccolti, ma ciò è possibile solo nelle regioni in cui è disponibile acqua sufficiente. Infine, limitare il riscaldamento globale è necessario per tenere sotto controllo le perdite di raccolto.

"Sappiamo dalle osservazioni che le alte temperature possono danneggiare i raccolti, ma ora abbiamo una comprensione molto migliore dei processi, " afferma Bernhard Schauberger del Potsdam Institute for Climate Impact Research, autore principale dello studio. "Le simulazioni al computer che facciamo si basano su solide conoscenze della fisica, chimica, biologia; su molti dati e algoritmi elaborati. Ma non possono rappresentare l'intera complessità del sistema colturale; così, li chiamiamo modelli. Nel nostro studio, hanno superato un test critico." Gli scienziati confrontano i risultati del modello con i dati delle osservazioni reali. possono determinare quali fattori critici includere nei loro calcoli, compresa la temperatura, CO ₂ , irrigazione e fertilizzazione.

Senza efficaci riduzioni delle emissioni, entro il 2100 sono possibili perdite di rendimento del 20% per il grano

Per ogni singolo giorno al di sopra dei 30°C, le piante di mais e di soia possono perdere circa il 5% del loro raccolto. Le simulazioni hanno mostrato che i modelli catturano gli effetti di piccoli aumenti di calore oltre questa soglia, che si traducono in perdite di rendimento improvvise e sostanziali. Tali temperature saranno più frequenti in caso di cambiamenti climatici senza sosta e possono danneggiare gravemente la produttività agricola. Perdite di raccolto dovute a temperature elevate del 20 percento per il grano, 40% per la soia e quasi il 50% per il mais, rispetto a temperature non elevate, ci si può aspettare alla fine del nostro secolo senza efficaci riduzioni delle emissioni. Queste perdite non tengono conto nemmeno di temperature estremamente elevate superiori a 36°C, che dovrebbero ridurre ulteriormente i rendimenti.

Gli effetti vanno ben oltre gli Stati Uniti, uno dei maggiori esportatori di colture; i prezzi dei raccolti sul mercato mondiale potrebbero aumentare, che è un problema per la sicurezza alimentare nei paesi poveri.

L'irrigazione potrebbe essere un mezzo di adattamento, ma solo nelle regioni dove c'è acqua sufficiente

"Le perdite sono state sostanzialmente ridotte quando abbiamo aumentato l'irrigazione dei campi nella simulazione, quindi lo stress idrico derivante dall'aumento della temperatura sembra essere un fattore maggiore del calore stesso, ", afferma il coautore Joshua Elliott dell'Università di Chicago. Quando l'approvvigionamento idrico dal suolo alla pianta diminuisce, le piccole aperture nelle foglie si chiudono gradualmente per evitare perdite d'acqua. Ciò preclude la diffusione di CO ₂ nelle cellule, che è un materiale da costruzione essenziale per le piante. Inoltre, le colture rispondono allo stress idrico aumentando la crescita delle radici a scapito della biomassa fuori terra e, infine, rendimenti. "L'irrigazione quindi potrebbe essere un importante mezzo di adattamento per smorzare gli effetti più gravi del riscaldamento, " dice Elliott. "Tuttavia, questo è limitato dalla mancanza di risorse idriche in alcune regioni".

La combustione di combustibili fossili aumenta la quantità di CO ₂ nell'aria. Questo di solito aumenta l'efficienza di utilizzo dell'acqua delle piante poiché perdono meno acqua per ogni unità di CO ₂ ripreso dall'aria. Però, ciò non può essere confermato come salvaguardia delle rese alle alte temperature, sostengono gli scienziati. La CO . aggiuntiva ₂ la concimazione nelle simulazioni non allevia il calo delle rese associato ad alte temperature superiori a circa 30°C.

Il confronto di diverse simulazioni di cambiamento climatico e dei loro impatti è al centro del progetto ISIMIP (Inter-Sectoral Impacts Modeling Intercomparison Project) che comprende circa 100 gruppi di modellizzazione in tutto il mondo. Le simulazioni sono generate in collaborazione con AgMIP, il progetto internazionale di confronto e miglioramento del modello agricolo.