Potencial para eventos surpreendentes de calor e seca no trigo

npj Climate and Atmospheric Science volume 6, Número do artigo: 56 (2023) Cite este artigo

1064 acessos

399 Altmétrico

Detalhes das métricas

Análises anteriores sobre a possibilidade de falhas no celeiro global extrapolaram os riscos com base nas relações históricas entre clima e produtividade. No entanto, a mudança climática está causando eventos sem precedentes em todo o mundo, que podem exceder os limites críticos e reduzir os rendimentos, mesmo que não haja precedentes históricos. Isso significa que provavelmente estamos subestimando os riscos climáticos para o nosso sistema alimentar. No caso do trigo, partes dos EUA e da China mostram pouca relação histórica entre produtividade e temperatura, mas agora são possíveis temperaturas extremas que excedem os limiares fisiológicos críticos nas plantas de trigo. Abordagens sem precedentes Simulated Extreme ENsemble (UNSEEN) usam grandes conjuntos para gerar eventos plausíveis sem precedentes, que podem informar nossa avaliação do risco para as culturas. Usamos a abordagem UNSEEN com um grande conjunto de previsões sazonais arquivadas para gerar milhares de eventos plausíveis nos últimos 40 anos e comparar os resultados com temperaturas e precipitações extremas historicamente observadas. No meio-oeste dos EUA, temperaturas extremas que teriam ocorrido aproximadamente 1 em 100 anos em 1981 agora têm um período de retorno de 1 em 6 anos, enquanto na China, o período de retorno atual é da ordem de 1 em -16 anos. Isso significa que no meio-oeste dos EUA, temperaturas extremas que costumavam ter 1% de chance de ocorrer em 1981 agora têm 17% de chance de ocorrer em qualquer ano, enquanto na China a chance aumentou de 1% para 6%. Anos recordes excedendo os limites críticos para enzimas na planta de trigo são agora mais prováveis ​​do que no passado, e esses anos quentes recordes estão associados a condições extremamente secas em ambos os locais. Usando altura geopotencial e anomalias de vento do conjunto UNSEEN, demonstramos que ventos fortes sobre a terra puxam ar seco para as regiões durante eventos invisíveis extremamente quentes e secos. Caracterizamos extremos plausíveis do conjunto UNSEEN que podem ser usados ​​para ajudar a imaginar eventos imprevistos, incluindo um evento composto no qual altos impactos ocorrem simultaneamente em ambas as regiões, informando o planejamento de adaptação nessas regiões. Os extremos de temperatura recentes, especialmente no meio-oeste dos EUA, provavelmente não serão um bom substituto para o que esperar nos próximos anos do clima atual, e as partes interessadas locais podem perceber que seu risco é menor do que realmente é. Descobrimos que há um alto potencial de surpresa nessas regiões se as pessoas basearem as análises de risco apenas em conjuntos de dados históricos.

Dada a interconexão global do sistema alimentar mundial, choques simultâneos nas principais áreas de produção de grãos (celeiros) podem influenciar dramaticamente o preço e a disponibilidade de alimentos básicos. Vários estudos tentaram quantificar o risco de falhas múltiplas no celeiro devido apenas a choques climáticos1,2,3. Esses estudos extrapolaram principalmente a partir de padrões históricos, quantificando o risco de que choques climáticos do passado pudessem ocorrer simultaneamente no futuro. No entanto, as mudanças climáticas trazem eventos novos e sem precedentes que podem ter consequências diferentes das experimentadas no passado, e análises baseadas na história podem, portanto, subestimar nosso risco atual. Neste estudo, partimos do foco em eventos históricos, demonstrando como visualizar o risco de eventos historicamente sem precedentes que podem ultrapassar limites críticos nas principais regiões produtoras de trigo dos EUA e da China.

A maioria dos estudos que quantificam o risco de quebra de safra usa relações históricas entre o clima e o rendimento das safras como base para avaliar como estados climáticos futuros ou sem precedentes podem afetar os rendimentos. Por exemplo, 2 usam rendimentos históricos para definir um limite para estresse hídrico severo em regiões de cultivo de milho nos EUA e na China e, em seguida, examinam a mudança no risco desse limite usando grandes conjuntos para simular extremos sem precedentes. As estimativas do risco de perdas múltiplas do celeiro para diferentes culturas também adotam essa abordagem, primeiro estimando as relações clima-rendimento a partir de dados históricos e, em seguida, extrapolando os resultados do rendimento com base nas mudanças nas variáveis ​​de temperatura e precipitação que foram historicamente relacionadas ao rendimento4 Em algumas regiões, mais mais de 50% da variabilidade histórica da produção pode ser atribuída ao clima5.