Усиленные ливни, прогнозируемые во многих частях Соединенных Штатов в результате потепления климата, могут иметь скромную положительную сторону: они могут более эффективно поливать некоторые основные культуры, и это, по крайней мере, частично компенсирует гораздо более значительное прогнозируемое снижение урожайности. вызвано самим повышением температуры. Вывод, противоречащий некоторым общепринятым представлениям, содержится в новом исследовании, опубликованном на этой неделе в журнале Nature Climate Change.
Многочисленные исследования прогнозируют, что повышение температуры вегетационного периода резко снизит урожайность некоторых основных сельскохозяйственных культур в США, если не будут приняты меры по адаптации. Ущерб будет нанесен как постоянно повышенным испарением почвенной влаги из-за более высоких фоновых температур, так и внезапным высыханием посевов во время аномальной жары. Некоторые исследования говорят, что кукуруза, которая в настоящее время дает около 13 миллиардов бушелей в год и играет важную роль в экономике США, может упасть на 10-30 процентов к середине-концу века. Соя - Соединенные Штаты являются ведущим мировым производителем - может снизиться на целых 15 процентов.
Поскольку более теплый воздух может удерживать больше влаги, также прогнозируется, что в будущем осадки будут чаще выпадать большими ливнями, а не слабыми ливнями - явление, которое уже наблюдается во многих районах. Многие ученые предполагали, что более сильные дожди могут еще больше погубить урожай, но новое исследование показало, что это, вероятно, не так. Причина: большинство прогнозируемых более сильных ливней попадут в диапазон, который принесет пользу посевам, а не превысит порог, при котором они нанесут им вред.
«Люди говорили о том, что более сильный дождь повредит урожаю», - сказал ведущий автор Кори Леск, доктор философии. студент Земной обсерватории Ламонта-Доэрти Колумбийского университета. «Поразительно, что мы обнаружили, что общий эффект сильных дождей не является негативным. Оказывается, это хорошо для посевов».
Тем не менее, согласно исследованию, последствия, вероятно, будут скромными. По его оценкам, урожайность кукурузы может снизиться на 1-2% из-за более сильных дождей, а урожайность сои - на 1,3-2,5%. Эти увеличения ничтожны по сравнению с потенциальными потерями из-за жары, но даже несколько процентов складываются при работе с таким огромным количеством урожая. Исследователи говорят: «Наши результаты могут помочь определить новые возможности для климатически адаптированного управления сельскохозяйственными культурами и улучшения моделирования».
Команда пришла к своим выводам, изучая почасовую картину осадков, регистрируемую сотнями метеостанций в сельскохозяйственных регионах США на западе, юге и северо-востоке каждый год с 2002 по 2017 год. Затем они сравнили закономерности осадков. к урожайности. Они обнаружили, что годы с дождями до 20 миллиметров в час - в среднем, это были самые сильные ливни в году - приводили к более высоким урожаям. Только когда дожди достигали экстремальных 50 миллиметров в час или более, посевы страдали. (20 миллиметров в час - это около трех четвертей дюйма; 50 - это около 2 дюймов.) Более того, годы, когда дождь шел в основном в виде простой мороси, на самом деле наносили ущерб урожаю.
Исследователи выделили несколько возможных причин различий. Во-первых, морось может быть слишком неэффективной, чтобы принести много пользы. В жаркую погоду он может в основном испаряться обратно в воздух, прежде чем достигнет подповерхностных корневых зон, где он необходим; в более прохладную погоду он может оставаться на листьях достаточно долго, чтобы стимулировать рост вредоносных грибков.«За сезон может идти только фиксированное количество часов дождя», - сказал Леск. «Если слишком много их поглощается бесполезной моросью, это пропадает зря».
С другой стороны, более сильные штормы лучше, по крайней мере, до определенного момента. Они позволяют воде полностью впитываться в почву, перенося как влагу, так и искусственные удобрения, разбросанные по поверхности. Исследователи говорят, что только самые экстремальные явления наносят вред урожаю: они могут напрямую повреждать растения, смывать удобрения с полей и насыщать почву настолько тщательно, что корни не могут получить достаточное количество кислорода..
Чтобы изучить влияние будущих возможных моделей осадков, исследователи использовали базовые физические модели, чтобы оценить, насколько более сильными могут стать дожди при разных уровнях потепления. Они обнаружили, что в большинстве случаев большее количество осадков, как и ожидалось, будет сопровождаться более сильными ливнями, но эти более сильные дожди попадут в довольно широкий диапазон, в котором они полезны. Количество самых экстремальных, разрушительных дождей также увеличится, но все равно будет достаточно редким, чтобы большее количество полезных дождей перевешивало их последствия.
Поскольку в исследовании были усреднены статистические данные по обширным территориям, а многие другие факторы могут повлиять на урожайность, было бы трудно точно сказать, каковы будут последствия будущих осадков в какой-либо одной области, сказал Леск. «Ни один фермер не стал бы использовать подобное исследование для принятия решений о том, что и как сажать», - сказал он. Но, как делается вывод в документе, результаты «предполагают, что, помимо экстремальных явлений, реакции урожайности на более распространенную интенсивность осадков заслуживают дальнейшего внимания».
Исследование было проведено в соавторстве с Итаном Коффелем из Дартмутского колледжа и Рэдли Хортоном из Ламонт-Доэрти. Финансирование поступило от Национального научного фонда США, Министерства внутренних дел США и Геологической службы США.