Os mapas retratam a estreita correlação da produção agrícola, precipitação e temperatura no meio-oeste dos EUA na última metade do século XX. Neste mapa, o número de alqueires de milho produzido é mostrado em tons de verde. Crédito:Massachusetts Institute of Technology
Os cientistas concordam que as mudanças no uso da terra, como o desmatamento, e não apenas as emissões de gases de efeito estufa, pode desempenhar um papel significativo alterando os sistemas climáticos do mundo. Agora, um novo estudo realizado por pesquisadores do MIT e Dartmouth College revela como outro tipo de uso da terra, agricultura intensiva, pode impactar o clima regional.
Os pesquisadores mostram que na última metade do século 20, o meio-oeste dos EUA passou por uma intensificação das práticas agrícolas que levou a aumentos dramáticos na produção de milho e soja. E, durante o mesmo período naquela região, os verões foram significativamente mais frios e choveu mais do que durante o meio século anterior. Este efeito, com resfriamento regional em um momento de aquecimento global geral, pode ter mascarado parte do efeito de aquecimento que teria ocorrido durante esse período, e a nova descoberta pode ajudar a refinar os modelos climáticos globais, incorporando esses efeitos regionais.
Os resultados estão sendo publicados esta semana em Cartas de pesquisa geofísica , em um artigo de Ross Alter, um pós-doutorado recente do MIT; Elfatih Eltahir, o Professor Breene M. Kerr de Hidrologia e Clima; e dois outros.
A equipe mostrou que havia uma forte correlação, no espaço e no tempo, entre a intensificação da agricultura no Centro-Oeste, a diminuição nas temperaturas médias diurnas observadas no verão, e um aumento na precipitação local observada. Além dessa evidência circunstancial, eles identificaram um mecanismo que explica a associação, sugerindo que havia de fato uma ligação de causa e efeito entre as mudanças na vegetação e os efeitos climáticos.
Eltahir explica que as plantas "respiram" o dióxido de carbono de que precisam para a fotossíntese abrindo poros minúsculos, chamado estoma, mas cada vez que fazem isso, também perdem umidade para a atmosfera. Com a combinação de sementes melhoradas, fertilizantes, e outras práticas, entre 1950 e 2009, a produção anual de milho no meio-oeste aumentou cerca de quatro vezes e a de soja dobrou. Essas mudanças foram associadas a plantas mais densas com mais massa foliar, o que, assim, aumentou a quantidade de umidade liberada na atmosfera. Essa umidade extra servia para resfriar o ar e aumentar a quantidade de chuva, os pesquisadores sugerem.
Este mapa mostra desvios na precipitação em relação ao meio século anterior. As áreas de maior precipitação são mostradas em verde (com a escuridão aumentando em proporção à quantidade de aumento) e as áreas. Crédito:Massachusetts Institute of Technology
"Por algum tempo, estamos interessados em como as mudanças no uso da terra podem influenciar o clima, "Eltahir diz." É um problema independente das emissões de dióxido de carbono, "que foram estudados de forma mais intensiva.
Eltahir, Alterar, e seus co-autores notaram que os registros mostraram que, ao longo do século 20, "houve mudanças substanciais nos padrões regionais de temperatura e precipitação. Uma região no meio-oeste ficou mais fria, o que foi uma surpresa, "Eltahir diz. Como os registros meteorológicos nos EUA são bastante extensos, há "um conjunto de dados robusto que mostra mudanças significativas na temperatura e na precipitação" na região.
Na última metade do século, a precipitação média de verão aumentou cerca de 15 por cento em comparação com a metade do século anterior, e as temperaturas médias do verão diminuíram cerca de meio grau Celsius. Os efeitos são "significativos, mas pequeno, "Eltahir diz.
Ao introduzir em um modelo climático regional dos EUA um fator responsável pela agricultura mais intensiva que tornou o Centro-Oeste uma das áreas agrícolas mais produtivas do mundo, os pesquisadores descobriram, "os modelos mostram um pequeno aumento na precipitação, uma queda na temperatura, e um aumento na umidade atmosférica, "Eltahir diz - exatamente o que os registros climáticos realmente mostram.
Essa "impressão digital distinta, " ele diz, sugere fortemente uma associação causal. “Durante o século 20, o meio-oeste dos EUA experimentou mudanças climáticas regionais que são mais consistentes com o que esperaríamos das mudanças no uso da terra, em oposição a outras forças, " ele diz.
As mudanças nas temperaturas médias do verão são mostradas neste mapa, com temperaturas mais altas do que a média em vermelho, inferior à média em azul. A análise mostra uma correlação muito forte entre as áreas com aumento da produção agrícola, chuvas mais altas, e temperaturas mais baixas. Crédito:Massachusetts Institute of Technology
Esta descoberta de forma alguma contradiz o padrão geral do aquecimento global, Eltahir estresses. Mas, para refinar os modelos e melhorar a precisão das previsões climáticas, "precisamos entender alguns desses processos regionais e locais que ocorrem em segundo plano."
Ao contrário das mudanças no uso da terra, como o desmatamento, que pode reduzir a absorção de dióxido de carbono pelas árvores, o que pode ajudar a amenizar as emissões do gás, as mudanças neste caso não refletiram nenhum aumento significativo na área de cultivo, mas sim um aumento dramático nos rendimentos das terras agrícolas existentes. “A área de lavouras não se expandiu muito nesse tempo, mas a produção agrícola aumentou substancialmente, levando a grandes aumentos no rendimento da colheita, "Alter explica.
Os resultados sugerem a possibilidade de que, pelo menos em um nível regional ou local de pequena escala, a intensificação da agricultura nas terras agrícolas existentes pode ser uma forma de fazer alguma geoengenharia local para, pelo menos, diminuir ligeiramente os impactos do aquecimento global, Eltahir diz. Um artigo recente de outro grupo na Suíça sugere exatamente isso.
Mas as descobertas também podem pressagiar alguns impactos negativos, porque o tipo de intensificação da produtividade agrícola alcançada no Centro-Oeste dificilmente se repetirá, e alguns dos efeitos do aquecimento global podem "ter sido mascarados por esses efeitos regionais ou locais. Mas este foi um fenômeno do século 20, e não esperamos nada semelhante no século 21, "Eltahir diz. Portanto, o aquecimento naquela região no futuro" não terá o benefício desses moderadores regionais.
"Isso é muito importante, excelente estudo, "diz Roger Pielke Sr., um cientista pesquisador sênior do CIRES, na Universidade do Colorado em Boulder, que não estava envolvido neste trabalho. "A liderança da comunidade científica do clima ainda não aceitou que o manejo humano da terra é pelo menos tão importante no clima regional e local quanto a adição de dióxido de carbono e outros gases de efeito estufa na atmosfera pelas atividades humanas."
Pielke acrescenta que "o Professor Eltahir foi um dos pioneiros no aprimoramento de nosso conhecimento sobre esta questão científica e socialmente importante." Este artigo "é uma contribuição significativa sobre este assunto."
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.
