Gli scienziati concordano sul fatto che i cambiamenti nell'uso del suolo come la deforestazione, e non solo emissioni di gas serra, possono svolgere un ruolo significativo alterando i sistemi climatici del mondo. Ora, un nuovo studio condotto da ricercatori del MIT e del Dartmouth College rivela come un altro tipo di uso del suolo, agricoltura intensiva, possono avere un impatto sul clima regionale.

I ricercatori mostrano che nell'ultima metà del 20 ° secolo, il Midwest degli Stati Uniti ha attraversato un'intensificazione delle pratiche agricole che ha portato a un drammatico aumento della produzione di mais e soia. E, nello stesso periodo in quella regione, le estati sono state significativamente più fresche e hanno avuto maggiori precipitazioni rispetto al mezzo secolo precedente. Questo effetto, con il raffreddamento regionale in un periodo di riscaldamento globale globale, potrebbe aver mascherato parte dell'effetto di riscaldamento che si sarebbe verificato in quel periodo, e la nuova scoperta potrebbe aiutare a perfezionare i modelli climatici globali incorporando tali effetti regionali.

I risultati sono stati pubblicati questa settimana in Lettere di ricerca geofisica , in un articolo di Ross Alter, un recente postdoc al MIT; Elfatih Eltahir, il Breene M. Kerr Professore di Idrologia e Clima; e altri due.

Il team ha mostrato che c'era una forte correlazione, sia nello spazio che nel tempo, tra l'intensificazione dell'agricoltura nel Midwest, la diminuzione delle temperature medie diurne osservate in estate, e un aumento delle precipitazioni locali osservate. Oltre a queste prove circostanziali, hanno identificato un meccanismo che spiega l'associazione, suggerendo che esisteva effettivamente un legame causa-effetto tra i cambiamenti nella vegetazione e gli effetti climatici.

Eltahir spiega che le piante "respirano" l'anidride carbonica di cui hanno bisogno per la fotosintesi aprendo minuscoli pori, chiamato stomia, ma ogni volta che lo fanno perdono anche umidità nell'atmosfera. Con la combinazione di semi migliorati, fertilizzanti, e altre pratiche, tra il 1950 e il 2009 la resa annuale del mais nel Midwest è aumentata di circa quattro volte e quella della soia è raddoppiata. Questi cambiamenti sono stati associati a piante più dense con più massa fogliare, che così aumentava la quantità di umidità rilasciata nell'atmosfera. Quell'umidità in più serviva sia a raffreddare l'aria che ad aumentare la quantità di pioggia, suggeriscono i ricercatori.

"Per un po 'di tempo, siamo stati interessati a come i cambiamenti nell'uso del suolo possono influenzare il clima, " dice Eltahir. "E' un problema indipendente dalle emissioni di anidride carbonica, " che sono stati studiati più intensamente.

Eltahir, alterare, e i loro coautori notarono che i documenti mostravano che nel corso del XX secolo, "ci sono stati cambiamenti sostanziali nei modelli regionali di temperatura e precipitazioni. Una regione del Midwest è diventata più fredda, che è stata una sorpresa, " dice Eltahir. Poiché le registrazioni meteorologiche negli Stati Uniti sono piuttosto estese, esiste "un robusto set di dati che mostra cambiamenti significativi di temperatura e precipitazioni" nella regione.

Nell'ultima metà del sec. le precipitazioni estive medie sono aumentate di circa il 15% rispetto al mezzo secolo precedente, e le temperature medie estive sono diminuite di circa mezzo grado Celsius. Gli effetti sono "significativi, ma piccolo, "dice Eltahir.

Introducendo in un modello climatico regionale degli Stati Uniti un fattore per spiegare l'agricoltura più intensiva che ha reso il Midwest una delle aree agricole più produttive del mondo, i ricercatori hanno scoperto, "i modelli mostrano un piccolo aumento delle precipitazioni, un calo di temperatura, e un aumento dell'umidità atmosferica, " dice Eltahir, esattamente quello che mostrano i registri climatici.

Quella caratteristica "impronta digitale, " lui dice, suggerisce fortemente un'associazione causale. "Nel XX secolo, gli Stati Uniti del Midwest hanno sperimentato un cambiamento climatico regionale più coerente con quello che ci aspetteremmo dai cambiamenti nell'uso del suolo rispetto ad altre forzature, " lui dice.

Questa scoperta non contraddice in alcun modo il modello generale del riscaldamento globale, Eltahir sottolinea. Ma per perfezionare i modelli e migliorare l'accuratezza delle previsioni climatiche, "abbiamo bisogno di capire alcuni di questi processi regionali e locali che si svolgono in background".

A differenza dei cambiamenti nell'uso del suolo come la deforestazione, che possono ridurre l'assorbimento di anidride carbonica da parte degli alberi che possono contribuire a migliorare le emissioni di gas, le modifiche in questo caso non hanno rispecchiato alcun aumento significativo della superficie coltivata, ma piuttosto un drammatico aumento delle rese dei terreni agricoli esistenti. "L'area delle colture non si è espansa molto in quel periodo, ma la produzione agricola è aumentata notevolmente, portando a grandi aumenti della resa dei raccolti, "Alter spiega.

I risultati suggeriscono la possibilità che, almeno a livello regionale o locale su piccola scala, l'intensificazione dell'agricoltura sui terreni agricoli esistenti potrebbe essere un modo per fare un po' di geoingegneria locale per ridurre almeno leggermente gli impatti del riscaldamento globale, dice Eltahir. Un recente documento di un altro gruppo in Svizzera suggerisce proprio questo.

Ma i risultati potrebbero anche far presagire alcuni impatti negativi perché è improbabile che il tipo di intensificazione dei raccolti agricoli raggiunto nel Midwest si ripeta, e alcuni degli effetti del riscaldamento globale potrebbero "essere stati mascherati da questi effetti regionali o locali. Ma questo era un fenomeno del XX secolo, e non ci aspettiamo nulla di simile nel 21° secolo, " dice Eltahir. Quindi il riscaldamento in quella regione in futuro "non avrà il vantaggio di questi moderatori regionali".

"Questo è davvero importante, ottimo studio, " dice Roger Pielke Sr., un ricercatore senior presso il CIRES, all'Università del Colorado a Boulder, chi non era coinvolto in questo lavoro. "La leadership della comunità scientifica del clima non ha ancora accettato che la gestione umana del territorio sia importante almeno quanto l'aggiunta di anidride carbonica e altri gas serra nell'atmosfera da parte delle attività umane".

Pielke aggiunge che "il professor Eltahir è stato uno dei pionieri nel miglioramento delle nostre conoscenze su questa questione scientificamente e socialmente importante". Questo documento "è un contributo significativo su questo argomento".

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.