Um novo estudo realizado por cientistas climáticos do MIT, economistas, e especialistas em agricultura descobriram que certos pontos críticos no país sofrerão severas reduções na produtividade das safras até 2050, devido ao impacto das mudanças climáticas na irrigação.

A região mais adversamente afetada, de acordo com os pesquisadores, será o sudoeste. Já uma parte do país com escassez de água, projeta-se que esta região experimentará precipitação reduzida em meados do século. Menos chuvas na área significarão redução do escoamento para as bacias hidrográficas que alimentam os campos irrigados.

Produção de algodão, a principal cultura irrigada no sudoeste e no sul do Arizona em particular, cairá para menos de 10 por cento do rendimento da colheita em condições ideais de irrigação, os projetos de estudo. De forma similar, milho cultivado em Utah, agora produzindo apenas 40 por cento do rendimento ideal esperado, diminuirá para 10 por cento com mais déficits hídricos causados ​​pelo clima.

No Noroeste, a escassez de água na região da Grande Bacia levará a grandes reduções na forragem irrigada, como feno, gramíneas, e outras culturas cultivadas para alimentar o gado. Em contraste, os pesquisadores preveem uma diminuição no estresse hídrico para irrigação nas planícies do sul, o que levará a maiores rendimentos de sorgo e soja irrigados.

Se esforços forem feitos para reduzir os gases de efeito estufa e mitigar as mudanças climáticas, os pesquisadores descobriram que a escassez de água e suas reduções associadas no algodão e na forragem podem ser evitadas.

"No sudoeste, disponibilidade de água para irrigação já é uma preocupação, "diz a primeira autora Elodie Blanc, um cientista pesquisador do Programa Conjunto do MIT sobre Ciência e Política de Mudança Global. “Se mitigarmos, isso poderia prevenir o estresse adicional associado à mudança climática e uma redução severa no escoamento no oeste dos Estados Unidos. Mas será ainda pior no futuro se não fizermos nada. "

O estudo de Blanc foi publicado na revista Earth's Future, e seus co-autores são Erwan Monier, um cientista pesquisador principal do MIT; Justin Caron, professor assistente da HEC Montreal; e Charles Fant, um ex-pós-doutorado do MIT.

“Um mundo mais integrado”

Embora muitos pesquisadores tenham investigado os efeitos das mudanças climáticas na produtividade das safras, O estudo de Blanc é um dos primeiros a considerar como uma mudança no clima pode moldar a disponibilidade e distribuição das bacias hidrográficas das quais dependem as lavouras irrigadas.

"A maioria dos estudos de modelagem que analisam o impacto das mudanças climáticas sobre a produtividade das safras e o destino da agricultura não leva em consideração se a água disponível para irrigação vai mudar, "Monier diz.

Ao prever como o clima afetará os rendimentos das culturas irrigadas no futuro, os pesquisadores também consideram fatores como população e crescimento econômico, bem como demandas concorrentes por água de vários setores socioeconômicos, que são projetadas para mudar à medida que o clima esquenta.

"Tentamos ser o mais representativos possível da realidade, "Blanc diz.

Para fazer isso, os pesquisadores usaram um modelo de 99 grandes bacias hidrográficas do país, que eles combinaram com o Modelo de Sistema Global Integrado do MIT - Modelo de Atmosfera Comunitária - um conjunto de modelos que simula a evolução da economia, demográfico, troca, e processos tecnológicos. Os modelos também incluem as emissões de gases de efeito estufa e outros poluentes que resultam desses processos, e eles incorporam todas essas informações dentro de um modelo climático global que simula os processos físicos e químicos na atmosfera, bem como em sistemas de água doce e oceânicos.

"Estamos olhando para um mundo mais integrado, e como todas essas interações irão gerar mudanças na irrigação, "Monier diz.

Escassez "severamente acentuada"

Os pesquisadores concentraram suas simulações globais nos EUA e modelaram as atividades econômicas em evolução do país em diferentes regiões geográficas para determinar as necessidades de água para cinco setores principais:resfriamento termelétrico; abastecimento público, como para água potável e outros serviços públicos; demanda industrial; mineração; e irrigação.

Eles então usaram um modelo de cultura para simular as necessidades diárias de água para várias culturas, impulsionado pelas projeções modeladas dos pesquisadores de precipitação e temperatura, e comparou esses requisitos com a quantidade de água prevista para estar disponível para irrigação em uma determinada bacia até o ano de 2050.

"A maior descoberta é que isso realmente faz diferença em regiões específicas, se você leva em consideração como a disponibilidade de irrigação mudará no futuro e como isso afetará os rendimentos, "Monier diz.

De 2050, a equipe projeta isso, em um cenário business-as-usual, em que nenhuma ação é tomada para reduzir os gases de efeito estufa, várias bacias de água nos EUA começarão a apresentar escassez de água. Várias bacias, particularmente no sudoeste, verá a escassez de água existente "severamente acentuada, "de acordo com o estudo.

Os pesquisadores observam que as bacias que serão mais afetadas geralmente não abastecem as maiores áreas de lavouras irrigadas. Por exemplo, embora a mudança climática reduza significativamente a produção de algodão no sudoeste, a maior parte da produção de algodão do país não ocorre nesta região.

“Pode não importar muito para a produção total da safra dos EUA, mas se você for um fazendeiro naquela região específica que será afetada, que importa para você, "Monier diz." O que queremos fazer é fornecer informações úteis que tanto fazendeiros quanto investidores em terras possam usar para olhar para o futuro e tomar decisões sobre onde é a região certa para expandir a agricultura irrigada, e onde é mais arriscado. Também queremos deixar claro que a mitigação do clima é melhor para a agricultura irrigada dos EUA do que não fazer nada. "

Uma paisagem que muda o clima

No mesmo cenário business-as-usual, os pesquisadores projetaram rendimentos mais elevados para culturas irrigadas, como o trigo, soja, e sorgo. O aumento da produção nessas safras é impulsionado pela maior precipitação prevista para ocorrer na região central dos EUA, combinado com maiores concentrações de dióxido de carbono, o que reduz as necessidades de água de uma planta.

Os pesquisadores preveem que o rendimento das safras para o trigo, soja, e o sorgo deve aumentar ainda mais se medidas de mitigação forem postas em prática. Além de um cenário business-as-usual, a equipe executou suas simulações em dois cenários de mitigação, anteriormente proposto pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA, em que esforços são feitos para mitigar o aquecimento global para 2 e 3 graus Celsius, em relação aos tempos pré-industriais.

Eles descobriram que ambos os cenários de mitigação devem aumentar os rendimentos para todas as safras em comparação com o cenário business-as-usual, incluindo algodão e forragem, e que o cenário mais ambicioso tem o potencial de reduzir o número de bacias com estresse hídrico.

Daqui para frente, os pesquisadores planejam levar em consideração em suas simulações várias maneiras pelas quais as mudanças climáticas impulsionam a adaptação, e como essas adaptações, por sua vez, moldam os padrões de cultivo e a paisagem agrícola.

"No mundo real, se você é um fazendeiro e ano após ano está perdendo safra, você pode decidir, 'Eu terminei a agricultura, 'ou mudar para outra cultura que não requeira tanta água, ou talvez você se mude para outro lugar, "Monier diz." Esse é o próximo passo:como o setor agrícola se adaptaria? "

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.