Регионом, на который наиболее оказывают негативное влияние, по словам исследователей, будет Юго-запад. Уже подчеркнутая водой часть страны, этот регион, как предполагается, испытает уменьшенные осадки к середине столетия.
Меньше ливня в область будет означать уменьшенный последний тур в водные бассейны, та подача оросила области.Производство хлопка, предварительные выборы оросили урожай на Юго-западе и на южной Аризоне, в частности, спадут меньше чем до 10 процентов урожайности при оптимальных ирригационных условиях, проектах исследования. Точно так же кукуруза, выращенная в Юте, теперь только приводя к 40 процентам оптимального ожидаемого урожая, уменьшится к 10 процентам с далее управляемым климатом водными дефицитами.На Северо-западе нехватка воды в регион Большого Бассейна приведет к большим сокращениям орошаемого фуража, таким как сено, травы и другие зерновые культуры, выращенные, чтобы накормить домашний скот.
Напротив, исследователи предсказывают уменьшение в нехватке воды для ирригации в южных Равнинах, которые приведут к большим урожаям орошаемого сорго и сои.Если усилия приложены, чтобы уменьшить парниковые газы и смягчить изменение климата, исследователи находят, что нехватки воды и ее связанных сокращений хлопка и фуража можно избежать.
«На Юго-западе водная доступность к ирригации уже – беспокойство», говорит первый автор Элоди Блан, исследователь в Совместной программе MIT на Науке и политике Глобального Изменения. «Если мы смягчаем, это могло бы предотвратить добавленное напряжение, связанное с изменением климата и серьезным уменьшением в последнем туре в западных Соединенных Штатах. Но это будет еще хуже в будущем, если мы не сделаем ничего вообще».Исследование Блана появляется в будущем Земли журнала, и ее соавторы – Эрван Монир, основной исследователь в MIT; Джастин Кэрон, доцент в Монреале HEC; и Чарльз Фэнт, бывший MIT postdoc.«Более интегрированный мир»
В то время как многие исследователи исследовали эффекты изменения климата на урожайности, исследование Блана – один из первых, чтобы рассмотреть, как изменяющийся климат может сформировать доступность и распределение водных бассейнов, от которых зависят орошаемые зерновые культуры.«Большинство исследований моделирования, которые смотрят на воздействие изменения климата на урожайности и судьбе сельского хозяйства, не принимает во внимание, изменится ли вода, доступная для ирригации», говорит Монир.
В предсказании, как климат затронет орошаемую урожайность в будущем, исследователи также рассматривают факторы, такие как прирост населения и экономический рост, а также конкурирующие требования воды от различных социально-экономических секторов, которые, как самостоятельно предполагается, изменятся, поскольку климат нагревается.«Мы пытаемся быть максимально представительными для действительности», говорит Блан.Чтобы сделать это, исследователи использовали модель 99 главных бассейнов рек в стране, которая они объединили с MIT Интегрированную Глобальную Системную Модель Атмосферы Образцового Сообщества – ряд моделей, который моделирует эволюцию экономических, демографических, торговли и технологических процессов. Модели также включают выбросы парниковых газов и другие загрязнители, которые следуют из этих процессов, и они включают всю ту информацию в рамках модели мирового климата, которая моделирует физические и химические процессы в атмосфере, а также в пресноводных и океанских системах.
«Мы смотрим на более интегрированный мир, и как все эти взаимодействия будут стимулировать изменения в ирригации», говорит Монир.«Сильно подчеркнутый» дефицит
Исследователи сосредоточили свои глобальные моделирования на США и смоделировали экономическую деятельность развития страны в различных географических регионах, чтобы определить водные требования для пяти главных секторов: термоэлектрическое охлаждение; общественная поставка, такой что касается питьевой воды и других предприятий коммунального обслуживания; промышленный спрос; горная промышленность; и ирригация.Они тогда использовали модель урожая, чтобы моделировать ежедневные водные требования для различных зерновых культур, которые ведут смоделированные прогнозы исследователями осадков и температуры, и сравнили эти требования с количеством воды, предсказанной, чтобы быть доступными для ирригации в конкретном бассейне до 2050 года.«Самое большое открытие состоит в том, что это действительно имеет значение в определенных регионах, принимаете ли Вы во внимание, как ирригационная доступность изменится в будущем и как это повлияет на урожаи», говорит Монир.К 2050, проекты команды, что, согласно сценарию обычного бизнеса, в котором никакие меры не приняты, чтобы уменьшить парниковые газы, много водных бассейнов в США начнут испытывать нехватку воды.
Несколько бассейнов, особенно на Юго-западе, будут видеть существующую нехватку воды, «сильно подчеркнутую», согласно исследованию.Исследователи отмечают, что бассейны, которые будут наиболее затронуты обычно, не снабжают самые большие области орошаемого пахотного угодья. Например, хотя изменение климата значительно уменьшит производство хлопка на Юго-западе, большая часть производства хлопка страны не происходит в этом регионе.«Может не иметь значения слишком много для полного производства урожая США, но если Вы – фермер в том конкретном регионе, это будет затронутым, который имеет значение для Вас», говорит Монир. «Что мы хотим сделать, предоставляют полезную информацию, которую сажают или фермеры или, инвесторы могут использовать, чтобы изучить будущее и принять решения о том, где правильный регион, чтобы расширить орошаемое сельское хозяйство, и где он более рискованный.
Мы также хотим ясно дать понять, что смягчение климата лучше для орошаемого сельского хозяйства США, чем не выполнение чего-либо».Изменяющий климат пейзаж
Согласно тому же самому сценарию обычного бизнеса, исследователи запланировали более высокие урожаи для орошаемых зерновых культур, таких как пшеница, соя и сорго. Увеличенное производство в этих зерновых культурах стимулируют более высокие осадки, предсказанные, чтобы произойти в центральных США, объединенных с более высокими концентрациями углекислого газа, который уменьшает водные требования завода.
Исследователи предсказывают, что урожайность для пшеницы, сои и сорго должна увеличиться еще больше, если меры по смягчению положены на место. В дополнение к сценарию обычного бизнеса команда управляла своими моделированиями согласно двум сценариям смягчения, ранее предложенным американским Агентством по охране окружающей среды, в котором усилия приложены, чтобы смягчить глобальное потепление к 2 и 3 градусам Цельсия относительно доиндустриальных времен.
Они нашли, что оба сценария смягчения должны увеличить урожаи для всех зерновых культур по сравнению со сценарием обычного бизнеса, включая хлопок и фураж, и что у более амбициозного сценария есть потенциал, чтобы сократить количество подчеркнутых водой бассейнов.В дальнейшем исследователи планируют включить в их моделирования различные пути, которыми изменение климата стимулирует адаптацию, и как такая адаптация в свою очередь формирует образцы урожая и сельскохозяйственный пейзаж.«В реальном мире, если Вы – фермер и год за годом Вы теряете урожай, Вы могли бы решить, ‘я сделан, занявшись сельским хозяйством’, или выключатель к другому урожаю, который не требует такого же количества воды, или возможно Вы двигаетесь где-то в другом месте», говорит Монир. «Это – следующий шаг: Как сельскохозяйственный сектор приспособился бы?»