A população mundial deverá crescer para quase 10 bilhões até 2050. Com mais 3,4 bilhões de bocas para alimentar, e o desejo crescente da classe média por carne e laticínios nos países em desenvolvimento, a demanda global por alimentos pode aumentar entre 59 e 98 por cento. Isso significa que a agricultura em todo o mundo precisa aumentar a produção e aumentar os rendimentos. Mas os cientistas dizem que os impactos das mudanças climáticas - temperaturas mais altas, Clima extremo, seca, níveis crescentes de dióxido de carbono e aumento do nível do mar - ameaçam diminuir a quantidade e prejudicar a qualidade de nossos suprimentos de alimentos.

Um estudo recente da produção global de vegetais e leguminosas concluiu que, se as emissões de gases de efeito estufa continuarem em sua trajetória atual, a produção pode cair 35% até 2100 devido à escassez de água e aumento da salinidade e do ozônio.

Outro novo estudo descobriu que a produção de milho nos EUA (também conhecido como milho), grande parte do qual é usado para alimentar gado e produzir biocombustíveis, poderia ser cortada pela metade por um aumento de 4˚C nas temperaturas globais - o que poderia acontecer até 2100 se não reduzirmos nossas emissões de gases de efeito estufa. Se limitarmos o aquecimento a menos de 2˚ C, a meta do acordo climático de Paris, A produção de milho dos EUA ainda pode diminuir em cerca de 18 por cento. Os pesquisadores também descobriram que o risco dos quatro maiores exportadores de milho do mundo (EUA, Brasil, Argentina e Ucrânia) que sofrem quedas de safra simultâneas de 10% ou mais é cerca de 7% com um aumento de 2˚C na temperatura. Se a temperatura subir 4˚C, as chances sobem para assombrosos 86%.

"Estamos mais preocupados com os rendimentos drasticamente reduzidos, "disse Peter de Menocal, Reitor de Ciências da Universidade de Columbia e diretor do Centro para o Clima e a Vida. "Já temos problemas para alimentar o mundo e este impacto adicional na produtividade das safras afetará os mais pobres do mundo e ampliará a divisão entre ricos e pobres que já existe."

Mas a mudança climática não afetará apenas as safras, mas também afetará a produção de carne, pesca e outros aspectos fundamentais do nosso abastecimento alimentar.

Extremos climáticos

Oitenta por cento das safras do mundo são alimentadas pela chuva, portanto, a maioria dos agricultores depende do clima previsível ao qual a agricultura se adaptou para produzir suas safras. Contudo, as mudanças climáticas estão alterando os padrões de precipitação em todo o mundo.

Quando as temperaturas sobem, o ar mais quente retém mais umidade e pode tornar a precipitação mais intensa. Eventos extremos de precipitação, que estão se tornando mais comuns, pode danificar diretamente as colheitas, resultando em menores rendimentos.

As inundações resultantes da crescente intensidade das tempestades tropicais e do aumento do nível do mar também devem aumentar com as mudanças climáticas, e pode afogar colheitas. Porque as enchentes podem transportar esgoto, estrume ou poluentes das estradas, fazendas e gramados, mais patógenos e toxinas poderiam entrar em nossos alimentos.

O clima mais quente levará a uma evaporação mais rápida, resultando em mais secas e escassez de água - portanto, haverá menos água para irrigação justamente quando ela é mais necessária.

Cerca de 10% das safras cultivadas nas principais regiões de produção de alimentos do mundo são irrigadas com água subterrânea não renovável. Em outras palavras, os aquíferos estão sendo drenados mais rápido do que recarregados - um problema que só vai piorar à medida que o mundo continua a esquentar, explicou Michael Puma, diretor do Centro de Pesquisa de Sistemas Climáticos de Columbia.

Isso está acontecendo nas principais regiões produtoras de alimentos, como as Grandes Planícies dos EUA e o Vale Central da Califórnia, e no Paquistão, Índia, nordeste da China, e partes do Irã e do Iraque.

"O esgotamento das águas subterrâneas é uma pressão de crescimento lento em nosso sistema alimentar, "Puma disse." E não temos nenhuma política eficaz em vigor para lidar com o fato de que estamos esgotando nossos principais recursos em nossas principais regiões produtoras de alimentos, o que é bastante desconcertante. "

As projeções climáticas mostram que as secas se tornarão mais comuns em grande parte dos EUA, especialmente o sudoeste. Em outras partes do mundo, a seca e a escassez de água devem afetar a produção de arroz, que é um alimento básico para mais da metade das pessoas na Terra. Durante anos de seca severa, os rendimentos do arroz irrigado pela chuva diminuíram de 17 a 40 por cento. No Sul e Sudeste Asiático, 23 milhões de hectares de áreas de produção de arroz irrigado pela chuva já estão sujeitos à escassez de água, e a seca recorrente afeta quase 80% das áreas de cultivo de arroz irrigado pela chuva na África.

Clima extremo, incluindo fortes tempestades e secas, também pode atrapalhar o transporte de alimentos. A menos que os alimentos sejam armazenados adequadamente, isso pode aumentar o risco de deterioração e contaminação e resultar em mais doenças de origem alimentar. Uma severa seca de verão em 2012 reduziu o tráfego marítimo no rio Mississippi, uma importante rota para o transporte de safras do meio-oeste. A diminuição no tráfego de barcaças resultou em perdas econômicas e alimentares significativas. As inundações que se seguiram na primavera causaram atrasos adicionais no transporte de alimentos.

Aumento das temperaturas

O aquecimento global pode beneficiar certas safras, como batatas no norte da Europa e arroz na África Ocidental, e permitir que alguns agricultores cultivem novas safras que só prosperam em áreas mais quentes hoje. Em outros casos, as mudanças climáticas podem impossibilitar os agricultores de cultivar suas safras tradicionais; as condições ideais de crescimento podem mudar para latitudes mais altas, onde o terreno ou solo pode não ser tão fértil, resultando em menos terra disponível para agricultura produtiva.

O efeito final do aumento do calor depende da faixa ótima de temperaturas de cada cultura para crescimento e reprodução. Se as temperaturas excederem esta faixa, os rendimentos cairão porque o estresse térmico pode atrapalhar a polinização de uma planta, floração, desenvolvimento da raiz e estágios de crescimento.

De acordo com um relatório da Academia Nacional de Ciências de 2011, para cada grau Celsius que o termostato global sobe, haverá uma redução de 5 a 15 por cento na produção geral da safra.

Ondas de calor, que se espera que se tornem mais frequentes, tornar o gado menos fértil e mais vulnerável a doenças. Vacas leiteiras são especialmente sensíveis ao calor, portanto, a produção de leite pode diminuir.

Parasitas e doenças que afetam o gado prosperam em climas quentes, condições úmidas. Isso pode resultar em criadores de gado tratando parasitas e doenças animais usando mais produtos químicos e medicamentos veterinários, que pode então entrar na cadeia alimentar.

A mudança climática também vai permitir ervas daninhas, pragas e fungos para expandir seu alcance e número. Além disso, primaveras mais cedo e invernos mais amenos permitirão que mais dessas pragas e ervas daninhas sobrevivam por mais tempo.

Doenças e pragas de plantas que são novas em uma área podem destruir plantações que não tiveram tempo de desenvolver defesas contra elas. Por exemplo, novas cepas mutantes virulentas da ferrugem do trigo, uma infecção fúngica que não era vista há mais de 50 anos, se espalharam da África para a Ásia, o Oriente Médio e Europa, colheitas devastadoras.

Níveis mais altos de dióxido de carbono

Porque as plantas usam dióxido de carbono para fazer sua comida, mais CO2 na atmosfera pode aumentar o rendimento das safras em algumas áreas se outras condições - quantidades de nutrientes, umidade do solo e disponibilidade de água - estão certas. Mas os efeitos benéficos do aumento dos níveis de dióxido de carbono no crescimento das plantas podem ser compensados ​​por condições meteorológicas extremas, seca ou estresse por calor.

Embora níveis mais elevados de CO2 possam estimular o crescimento da planta e aumentar a quantidade de carboidratos que a planta produz, isso vem em detrimento da proteína, conteúdo de vitaminas e minerais. Os pesquisadores descobriram que o teor de proteína das plantas provavelmente diminuirá significativamente se os níveis de dióxido de carbono chegarem a 540 a 960 partes por milhão, que devemos atingir em 2100. (Estamos atualmente em 409 ppm.) Estudos mostram que a cevada, trigo, batatas e arroz têm concentrações de proteína de 6 a 15% mais baixas quando cultivados nesses níveis de CO2. O conteúdo de proteína do milho e sorgo, Contudo, não diminuiu significativamente.

Além disso, as concentrações de elementos importantes, como ferro, zinco, cálcio, magnésio, cobre, enxofre, fósforo e nitrogênio - devem diminuir com mais CO2 na atmosfera. Quando os níveis de CO2 aumentam, as aberturas nos brotos e folhas das plantas encolhem, então eles perdem menos água. A pesquisa sugere que, à medida que as plantas perdem água mais lentamente, sua circulação fica mais lenta, e retiram menos nitrogênio e minerais do solo. Os níveis de vitamina B nas plantações também podem cair porque o nitrogênio nas plantas é fundamental para a produção dessas vitaminas. Em um estudo, arroz cultivado com concentrações elevadas de CO2 continha 17 por cento menos vitamina B1 (tiamina), 17 por cento menos vitamina B2 (riboflavina), 13 por cento menos vitamina B5 (ácido pantotênico), e 30 por cento menos vitamina B9 (folato) do que o arroz cultivado sob os níveis atuais de CO2.

Um aquecedor, oceano mais ácido

540 milhões de pessoas em todo o mundo dependem dos peixes para sua proteína e renda, mas os frutos do mar serão afetados pelas mudanças climáticas, também. Desde 1955, os oceanos absorveram mais de 90 por cento do excesso de calor retido pelas emissões de gases de efeito estufa na atmosfera. Como resultado, o oceano está mais quente hoje do que nunca, desde o início dos registros em 1880.

À medida que os oceanos esquentam, muitos peixes e crustáceos estão se mudando para o norte em busca de águas mais frias.

Na costa nordeste dos EUA, Lagosta americana, A pescada vermelha e o robalo-negro mudaram seu alcance em média 119 milhas ao norte desde o final dos anos 1960. Em Portugal, pescadores capturaram recentemente 20 novas espécies, a maioria dos quais migrou de águas mais quentes. E salmão Chinook, geralmente encontrados na Califórnia e Oregon, agora estão entrando nos rios árticos. Movendo-se para um novo território, Contudo, essas espécies podem enfrentar competição com outras espécies por comida, o que pode afetar suas taxas de sobrevivência. As mudanças de alcance estão afetando os pescadores, também, que devem escolher entre seguir os peixes que estão acostumados a pescar ao se moverem para o norte ou pescar espécies diferentes. À medida que esses ecossistemas mudam, os regulamentos de pesca estão tendo dificuldade em acompanhar, comprometer a subsistência dos pescadores cujas quotas para certas espécies de peixes podem já não ser relevantes.

Águas mais quentes podem alterar o tempo de migração e reprodução dos peixes, e pode acelerar o metabolismo dos peixes, resultando em seus corpos absorvendo mais mercúrio. (Poluição de mercúrio, da queima de combustíveis fósseis, acaba no oceano e se acumula em criaturas marinhas.) Quando os humanos comem peixes, eles ingerem o mercúrio, que pode ter efeitos tóxicos na saúde humana.

As temperaturas mais altas da água aumentam a incidência de patógenos e de doenças marinhas em espécies como ostras, salmão e abalone. Bactéria Vibrio, que pode contaminar moluscos e, quando ingerido por humanos, causar diarréia, febre e doença hepática, são mais prevalentes quando as temperaturas da superfície do mar aumentam, também.

Além de aquecer, o oceano absorveu quase um terço do dióxido de carbono que os humanos geraram, que mudou sua química. A água do mar é agora 30% mais ácida do que era durante a Revolução Industrial.

À medida que a acidez do oceano aumenta, há menos íons carbonato no oceano para as espécies marinhas que precisam de carbonato de cálcio para construir suas conchas e esqueletos. Alguns moluscos, como mexilhões e pterápodes (pequenos caracóis marinhos na base da cadeia alimentar) já estão começando a criar conchas mais finas, deixando-os mais vulneráveis ​​a predadores. A acidificação do oceano também pode interferir no desenvolvimento de larvas de peixes e perturbar o olfato em que os peixes dependem para encontrar comida, habitats e evitar predadores. Além disso, Ele perturba os ecossistemas dos quais a vida marinha depende.

De acordo com uma pesquisa feita no Centro para o Clima e a Vida de Columbia, o aquecimento e a acidificação dos oceanos podem acabar reestruturando as comunidades microbianas no oceano. Como esses micróbios sensíveis são a base da cadeia alimentar global, o que acontece com eles pode ter impactos imprevistos e enormes em nossos suprimentos de alimentos.

Aumento do nível do mar

Alguns especialistas prevêem que o nível do mar pode subir um metro até 2100 devido ao derretimento das calotas polares e geleiras. Na ásia, onde grande parte do arroz é cultivado em áreas costeiras e deltas baixos, a elevação dos mares provavelmente interromperá a produção de arroz, e a água salgada que se move mais para o interior pode reduzir a produção.

A aquicultura de espécies de água doce também é afetada pelo aumento do nível do mar, pois a água salgada pode mover-se rio acima. Por exemplo, no Delta do Mekong e na região de Irawaddy do Vietnã e Mianmar, a crescente aquicultura de bagres pode ser afetada pela intrusão de água salgada. Se isso ocorrer, as fazendas de peixes teriam que ser movidas rio acima porque os bagres têm pouca tolerância a condições salinas.

Quem sentirá os efeitos?

A mudança climática não afetará apenas a produção de alimentos e os consumidores; conforme as condições ideais de crescimento mudam com o clima, comunidades que dependem da pesca ou da agricultura para sua subsistência serão afetadas.

Algumas áreas de latitude mais alta podem se beneficiar e se tornar mais produtivas, mas se as emissões continuarem a aumentar, as perspectivas para a produção de alimentos de 2050 a 2100 não são boas. Nações ricas e regiões temperadas provavelmente serão capazes de suportar a maioria dos impactos, Considerando que as regiões tropicais e as populações pobres enfrentarão os maiores riscos. Crianças, mulheres grávidas, os idosos, comunidades de baixa renda e aqueles com sistema imunológico enfraquecido ou condições médicas crônicas serão mais suscetíveis às mudanças no acesso aos alimentos, segurança e nutrição.

Além disso, porque a comida é uma mercadoria comercializada globalmente hoje, eventos climáticos em uma região podem aumentar os preços e causar escassez em todo o mundo. A partir de 2006, a seca nos principais países produtores de trigo foi um fator-chave para uma alta dramática nos preços dos alimentos. Muitos países passaram por distúrbios alimentares e agitação política.

Como a ciência pode evitar impactos

“A segurança alimentar vai ser uma das questões mais urgentes relacionadas com o clima, principalmente porque a maior parte do mundo é relativamente pobre e os alimentos vão se tornar cada vez mais escassos e caros, "disse de Menocal." Então, que tipo de soluções a ciência pode fornecer para ajudar? "

Claro, a melhor maneira de reduzir esses riscos ao nosso abastecimento de alimentos é implementar políticas para reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Pesquisadores do Earth Institute, Contudo, estão trabalhando em alguns projetos ambiciosos e potencialmente de longo alcance para reduzir os riscos para o sistema alimentar.

O Instituto Internacional de Pesquisa para o Clima e a Sociedade de Columbia está liderando um projeto chamado Adaptando a Agricultura ao Clima Hoje, para amanhã, ou ACToday. Parte dos Projetos Columbia World, ACToday ajudará a maximizar a produção de alimentos e reduzir as perdas de safra, prevendo e gerenciando com mais precisão o risco de enchentes e secas, melhorando as práticas financeiras, e, quando uma crise alimentar se desenrola, identificar a necessidade de esforços de socorro mais cedo. O projeto apresenta informações climáticas de última geração e ferramentas de previsão em seis países:Etiópia, Senegal, Colômbia, Guatemala, Bangladesh e Vietnã.

No caso de uma interrupção significativa no sistema alimentar global, não há nenhuma agência dentro do governo dos EUA cuja responsabilidade seja assumir, disse Puma. Seu foco tem sido tentar entender possíveis interrupções, que pode estar relacionado a condições meteorológicas extremas, a rede elétrica, conflito, ou outros fatores. "Queremos entender o sistema alimentar em maior profundidade para que possamos identificar vulnerabilidades e ajustar o sistema para lidar com elas, ", disse ele. Trabalhando com colegas do Instituto Potsdam para Pesquisa de Impacto Climático, na Alemanha, ele está construindo modelos econômicos quantitativos para examinar vulnerabilidades no sistema alimentar em diferentes cenários; eles usarão a ferramenta para explorar como a alteração de certas políticas pode reduzir as vulnerabilidades do sistema alimentar a interrupções.

O Center for Climate and Life está se esforçando para construir pontes entre a comunidade empresarial e a comunidade científica de Nova York, para ajudar a esclarecer aos investidores os riscos e oportunidades financeiras das mudanças climáticas. Grandes empresas de investimento com visão de longo prazo têm trilhões de dólares em ativos que podem ser prejudicados pelas mudanças climáticas. De Menocal acredita que estratégias de investimento mais inteligentes podem ser perseguidas com uma abordagem baseada na ciência. "Se você envolver as maiores aplicações de dinheiro do planeta, isso é o que vai moldar o comportamento, "disse ele." Se pudermos educá-los sobre como a mudança climática afetará as coisas que são importantes para as pessoas, então eles podem agir com base nesse conhecimento antes que essas coisas aconteçam. "

Esta história é republicada por cortesia do Earth Institute, Columbia University http://blogs.ei.columbia.edu.