Quase 25 por cento da população desnutrida do mundo vive na África Subsaariana, onde mais de 300 milhões de pessoas dependem do milho, ou milho, como sua principal fonte de alimento. O milho é o produto agrícola mais amplamente colhido na África e é cultivado por pequenos agricultores que dependem muito da água da chuva em vez da irrigação. A safra é, portanto, extremamente sensível à seca, e desde 2015 sua produção caiu drasticamente como resultado das condições recordes de seca no sul e leste da África.

Agora, os cientistas do MIT descobriram que a mudança climática provavelmente agravará ainda mais as condições de seca em partes do continente, remodelando drasticamente a produção de milho em toda a África Subsaariana à medida que as temperaturas globais aumentam no próximo século.

Em um artigo publicado online esta semana na revista Earth's Future, os pesquisadores relatam que, se as temperaturas médias mundiais subirem 4 graus Celsius até o ano 2100, grande parte da África meridional e da região do Sahel logo ao sul do deserto do Saara - regiões que contribuem com uma porção significativa da produção de milho da África - experimentarão um aumento da aridez, o que, por sua vez, deve diminuir os rendimentos das safras de milho em alguns países em mais de 20 por cento.

“[O milho] é uma cultura relativamente sensível à seca em uma região onde a produção agrícola é principalmente de sequeiro, "diz a autora principal Amy Dale, um pós-doutorado no Departamento da Terra do MIT, Ciências Atmosféricas e Planetárias (EAPS). “Se sob as mudanças climáticas houver mudanças de temperatura e precipitação, esta é sem dúvida uma das piores áreas do mundo onde veremos impactos realmente negativos na produção agrícola e nas populações desnutridas. "

A análise dos pesquisadores também mostra que o impacto da mudança climática é menos certo para as regiões mais áridas da África Subsaariana, incluindo as regiões semiáridas que produzem mais de 40% do milho da África Subsaariana.

Kenneth Strzepek, co-autor do artigo e cientista pesquisador do Programa Conjunto do MIT sobre Ciência e Política de Mudança Global, diz que os resultados do estudo fornecem um mapa de como as condições agrícolas mudarão no próximo século, bem como onde o impacto da mudança climática é ainda menos claro. Todas essas informações, ele diz, é essencial para planejadores governamentais que visam construir a economia e a infraestrutura da África.

“Eles estão enfrentando um grande problema de como formular políticas de desenvolvimento sob o risco das mudanças climáticas, "Strzepek diz." Os governos querem ser ousados ​​e construir infraestrutura em certas regiões, mas em 30 anos podemos nos dar ao luxo de ter [essas estruturas] presas? O tipo de resultados que saem deste estudo são valiosos em como [o desenvolvimento] avança. "

Os co-autores de Strzepek e Dale incluem Charles Fant, um ex-pós-doutorado; Megan Lickley, um estudante de graduação da EAPS; e Susan Solomon, o Professor Lee e Geraldine Martin de Estudos Ambientais na EAPS.

Correndo os números

Para avaliar o impacto das mudanças climáticas na produção de milho, os pesquisadores adotaram uma abordagem multimodelo, combinações de trabalho de previsões de modelos climáticos globais em um modelo de cultivo de código aberto que simula a produção de safras ao longo de sucessivas safras.

Eles adaptaram o modelo de cultivo para simular a produção de milho na África, primeiro dividindo o continente em um padrão de grade, com cada célula da grade medindo aproximadamente 200 quilômetros quadrados. Eles aplicaram o modelo de cultura para simular o crescimento do milho para cada célula da grade, alimentando o modelo com várias entradas para cada rede local, como propriedades do solo e a área das safras colhidas em uma determinada região - todos os dados obtidos de conjuntos de dados disponíveis publicamente.

A equipe executou o modelo de cultura em 122 cenários climáticos futuros, ou projeções de temperatura e precipitação. As projeções medianas foram calculadas para cada um dos cinco "conjuntos" de modelos climáticos - conjuntos de simulações que representam combinações de diferentes modelos climáticos ou um único modelo executado várias vezes.

Comparar os resultados para cada tipo de conjunto lança luz sobre as principais fontes de incerteza nas previsões do modelo. Esta análise mostrou que a natureza "caótica" do sistema climático, ou sua extrema sensibilidade ao estado inicial do sistema climático assumido em cada modelo, foi uma grande fonte de incerteza.

Um futuro incerto

Ao combinar modelos de clima e cultura, a equipe simulou a produção de milho na África para os anos de 2030, 2050, e 2090, sob dois cenários de mudança climática em que a temperatura média anual global aumentaria 2 graus ou 4 graus Celsius até 2100 sob diferentes trajetórias de concentração de gases de efeito estufa. Esses cenários são descritos no quinto Relatório de Avaliação do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas, como "Vias de concentração representativa 4.5 e 8.5."

Na maior parte do continente, os pesquisadores descobriram que a maioria dos modelos climáticos concordou sobre a direção da mudança na produção de milho devido às mudanças climáticas. No pior cenário, em que as temperaturas globais vão subir 4 graus Celsius, estes modelos estimam que o Sahel e a África Austral terão perdas generalizadas de rendimento, com algumas células de grade mostrando perdas de até 50 por cento. A simulação mais pessimista prevê uma redução de 30 por cento na produção de milho na África Austral até 2090, com perdas na Zâmbia chegando a 40 por cento.

Os modelos também concordam sobre o efeito da mudança climática nas sub-regiões da África oriental, prevendo que as terras altas da Etiópia e o Chifre da África terão safras de milho ligeiramente mais altas. A produção de milho na África Central ficará mais ou menos a mesma, como as florestas tropicais recebem chuvas regulares e geralmente são resistentes às mudanças climáticas.

Dale e seus colegas observaram que os modelos climáticos produziram uma gama muito mais ampla de previsões - e, portanto, um maior grau de incerteza - nas regiões mais áridas da África. Alguns modelos previram mudanças positivas nos rendimentos das colheitas, enquanto outros estimaram efeitos mais negativos nas regiões do deserto e savana.

"O que isso implica é, precisamos de estratégias de gestão que sejam robustas à incerteza, "Dale diz." Mudanças em escala agrícola, como a troca de cultivares, expansão da irrigação e gestão de nutrientes, mudanças nas datas de plantio, e aumento da capacidade institucional, como programas de seguro, apoio à pesquisa, e melhorias no transporte de alimentos. Precisamos pensar em abordagens multifacetadas para a adaptação às mudanças climáticas. "

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.