Un nuovo studio degli scienziati del clima del MIT, economisti, e gli esperti di agricoltura rilevano che alcuni punti caldi del paese subiranno gravi riduzioni dei raccolti entro il 2050, a causa dell'impatto del cambiamento climatico sull'irrigazione.

La regione più colpita, secondo i ricercatori, sarà il sud-ovest. Già una parte del paese sotto stress idrico, si prevede che questa regione subirà una riduzione delle precipitazioni entro la metà del secolo. Meno precipitazioni nell'area significheranno una riduzione del deflusso nei bacini idrici che alimentano i campi irrigati.

Produzione di cotone, la coltura irrigua primaria nel sud-ovest e nell'Arizona meridionale in particolare, scenderà a meno del 10% della resa del raccolto in condizioni di irrigazione ottimali, i progetti di studio Allo stesso modo, mais coltivato nello Utah, ora produce solo il 40 percento del rendimento atteso ottimale, diminuirà al 10% con ulteriori deficit idrici legati al clima.

Nel Nordovest, la scarsità d'acqua nella regione del Grande Bacino porterà a grandi riduzioni del foraggio irrigato, come il fieno, erbe, e altre colture coltivate per nutrire il bestiame. In contrasto, i ricercatori prevedono una diminuzione dello stress idrico per l'irrigazione nelle pianure meridionali, che porterà a maggiori rese di sorgo e soia irrigati.

Se vengono compiuti sforzi per ridurre i gas serra e mitigare i cambiamenti climatici, i ricercatori scoprono che la scarsità d'acqua e le relative riduzioni di cotone e foraggio possono essere evitate.

"Nel sud-ovest, la disponibilità di acqua per l'irrigazione è già una preoccupazione, " dice la prima autrice Elodie Blanc, ricercatore presso il Joint Program on the Science and Policy of Global Change del MIT. "Se mitighiamo, ciò potrebbe prevenire lo stress aggiuntivo associato al cambiamento climatico e una grave diminuzione del deflusso negli Stati Uniti occidentali. Ma in futuro sarà ancora peggio se non faremo nulla".

Lo studio di Blanc appare sulla rivista Earth's Future, e i suoi coautori sono Erwan Monier, un ricercatore principale al MIT; Giustino Carone, un assistente professore all'HEC Montreal; e Carlo Fant, un ex postdoc del MIT.

"Un mondo più integrato"

Mentre molti ricercatori hanno studiato gli effetti del cambiamento climatico sui raccolti, Lo studio di Blanc è uno dei primi a considerare come un clima che cambia può modellare la disponibilità e la distribuzione dei bacini idrici da cui dipendono le colture irrigue.

"La maggior parte degli studi di modellizzazione che esaminano l'impatto del cambiamento climatico sulla resa delle colture e sul destino dell'agricoltura non tengono conto del fatto che l'acqua disponibile per l'irrigazione cambierà, "dice Monier.

Nel prevedere come il clima influenzerà in futuro i raccolti irrigui, i ricercatori considerano anche fattori come la popolazione e la crescita economica, così come le richieste di acqua in competizione da vari settori socioeconomici, che sono a loro volta destinati a cambiare con il riscaldamento del clima.

"Cerchiamo di essere il più rappresentativi possibile della realtà, "dice Bianco.

Per fare questo, i ricercatori hanno utilizzato un modello di 99 grandi bacini fluviali del paese, che hanno combinato con il MIT Integrated Global System Model-Community Atmosphere Model, un insieme di modelli che simula l'evoluzione della situazione economica, demografico, commercio, e processi tecnologici. I modelli includono anche le emissioni di gas serra e altri inquinanti che risultano da questi processi, e incorporano tutte queste informazioni all'interno di un modello climatico globale che simula i processi fisici e chimici nell'atmosfera, così come nei sistemi di acqua dolce e oceanica.

"Stiamo guardando un mondo più integrato, e come tutte queste interazioni guideranno i cambiamenti nell'irrigazione, "dice Monier.

Carenze "fortemente accentuate"

I ricercatori hanno concentrato le loro simulazioni globali sugli Stati Uniti e hanno modellato le attività economiche in evoluzione del paese in diverse regioni geografiche per determinare il fabbisogno idrico per cinque settori principali:raffreddamento termoelettrico; fornitura pubblica, come per l'acqua potabile e altri servizi pubblici; domanda industriale; estrazione; e irrigazione.

Hanno quindi utilizzato un modello di coltura per simulare il fabbisogno idrico giornaliero di varie colture, guidato dalle proiezioni modellate dei ricercatori di precipitazioni e temperatura, e confrontato questi requisiti con la quantità di acqua che si prevede sarà disponibile per l'irrigazione in un particolare bacino fino al 2050.

"La scoperta più grande è che fa davvero la differenza in regioni specifiche, se si tiene conto di come cambierà la disponibilità di irrigazione in futuro e di come ciò influirà sui raccolti, "dice Monier.

Entro il 2050, il team progetti che, in uno scenario normale, in cui non viene intrapresa alcuna azione per ridurre i gas serra, un certo numero di bacini idrici negli Stati Uniti inizierà a soffrire di carenze idriche. Diversi bacini, in particolare nel sud-ovest, vedrà le carenze idriche esistenti "gravemente accentuate, "secondo lo studio.

I ricercatori osservano che i bacini che saranno i più colpiti generalmente non forniscono le aree più grandi di terreni coltivati ​​irrigui. Per esempio, sebbene il cambiamento climatico ridurrà significativamente la produzione di cotone nel sud-ovest, la maggior parte della produzione di cotone del paese non si verifica in questa regione.

"Potrebbe non essere troppo importante per la produzione agricola totale degli Stati Uniti, ma se sei un agricoltore in quella particolare regione, ne risentirà, che conta per te, " Dice Monier. "Quello che vogliamo fare è fornire informazioni utili che gli agricoltori o gli investitori terrieri possano utilizzare per guardare al futuro e prendere decisioni su dove sia la regione giusta per espandere l'agricoltura irrigua, e dove è più rischioso. Vogliamo anche chiarire che la mitigazione del clima è meglio per l'agricoltura irrigua degli Stati Uniti che non fare nulla".

Un paesaggio che cambia il clima

Nello stesso scenario normale, i ricercatori hanno previsto rese più elevate per le colture irrigue come il grano, soia, e sorgo. L'aumento della produzione di queste colture è dovuto alle maggiori precipitazioni previste negli Stati Uniti centrali, combinato con maggiori concentrazioni di anidride carbonica, che riduce il fabbisogno idrico di una pianta.

I ricercatori prevedono che i raccolti per il grano, soia, e il sorgo dovrebbe aumentare ancora di più se vengono messe in atto misure di mitigazione. Oltre a uno scenario normale, il team ha eseguito le sue simulazioni in due scenari di mitigazione, precedentemente proposto dalla U.S. Environmental Protection Agency, in cui vengono compiuti sforzi per mitigare il riscaldamento globale a 2 e 3 gradi Celsius, rispetto all'epoca preindustriale.

Hanno scoperto che entrambi gli scenari di mitigazione dovrebbero aumentare i raccolti per tutte le colture rispetto allo scenario normale, compreso cotone e foraggio, e che lo scenario più ambizioso ha il potenziale per ridurre il numero di bacini sottoposti a stress idrico.

Andando avanti, i ricercatori hanno in programma di considerare nelle loro simulazioni vari modi in cui il cambiamento climatico guida l'adattamento, e come tali adattamenti a loro volta modellano i modelli colturali e il paesaggio agricolo.

"Nel mondo reale, se sei un agricoltore e anno dopo anno perdi la resa, potresti decidere, 'Ho finito di coltivare, ' o passare a un'altra coltura che non richiede tanta acqua, o forse ti trasferisci da qualche altra parte, " Monier dice. "Questo è il prossimo passo:come si adatterebbe il settore agricolo?"

Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.