Средняя мировая температура увеличилась на 1,4 градуса по Фаренгейту за последние 100 лет. Напротив, в Кукурузном поясе США, одном из наиболее продуктивных в сельском хозяйстве регионов мира, летом в течение вегетационного периода наблюдается снижение температуры. Согласно исследованию, проведенному под руководством Дартмута, опубликованному в журнале Environmental Research Letters, это аномальное явление похолодания, известное как «американская дыра потепления», произошло в тандеме с увеличением количества осадков и привело к повышению урожайности кукурузы на 5-10 процентов в год. Это исследование является одним из первых, в котором изучается влияние дыры потепления на сельское хозяйство.
Большая часть увеличения урожайности кукурузы в 20-м веке была связана с достижениями в генетике сельскохозяйственных культур, увеличением применения удобрений и улучшением методов ведения сельского хозяйства. «Однако, если бы дыры в потеплении в США не существовало, урожайность кукурузы в среднем округе в центральной части США была бы примерно на 10 процентов ниже в год», - пояснил ведущий автор Тревор Ф. Партридж, аспирант кафедры наук о Земле. в Дартмуте. «Эта выгода от повышения урожайности кукурузы на 10 процентов означает дополнительную стоимость примерно в 1,5 миллиарда долларов в год. Наши результаты показывают, насколько центральная часть США была относительно защищена от последствий изменения климата», - добавил он. (При расчете 1,5 миллиарда долларов используются исторические данные о рыночной стоимости из Университета штата Айова, а также данные о производстве кукурузы в США от Министерства сельского хозяйства США).
Чтобы изучить взаимосвязь между урожайностью кукурузы и климатом, исследователи использовали более чем 70-летние исторические данные о климате и урожайности, алгоритмы машинного обучения и биофизические модели сельскохозяйственных культур для моделирования урожайности кукурузы в различных климатических сценариях. Сценарии включали исторический климат с дырой для потепления, где температура упала в конце 1950-х годов и увеличилось количество осадков, и альтернативный климатический сценарий, в котором изменения температуры и количества осадков, связанные с дырой для потепления, были удалены.
Исследователи обнаружили, что более низкие температуры, связанные с потеплением, были ответственны за большую часть увеличения урожая кукурузы в США - 62 процента смоделированного увеличения урожая, тогда как летние осадки были ответственны за оставшиеся 38 процентов смоделированного урожая. увеличивать. Более низкие температуры позволили кукурузе созревать медленнее. Увеличенное время созревания позволяет накапливать больше зерна на растении кукурузы, повышая урожайность. Более низкие температуры и увеличение количества осадков, связанные с потеплением, означали, что кукуруза с меньшей вероятностью будет испытывать жару и засуху во время цикла выращивания, что также повысит урожайность.
Выводы показали, что Северная Дакота и Южная Дакота, а также западная Миннесота больше всего выиграли от потепления в США, поскольку в округах этих штатов разница в урожайности достигала 24 процентов на основе моделирования исследования. В округе Грин, штат Иллинойс, если бы дыры для потепления не существовало, урожайность кукурузы снизилась бы в среднем на 26 процентов, а максимальные температуры повысились бы в среднем на 1,8 градуса по Фаренгейту.
Авторы подчеркивают, что дыра потепления в США является аномалией, одним из двух мест в мире, где существенно не потеплело, и что последние пять лет (2014-2018) в среднем по всему миру были самыми жаркими годами. на записи. Эти результаты не должны быть неверно истолкованы как свидетельство против подавляющего научного консенсуса в отношении того, что изменение климата реально и вызвано людьми. Климатические прогнозы предполагают, что к середине 21 века температура в центральной части США повысится на 4,1 градуса по Фаренгейту, а летние осадки могут уменьшиться примерно на 10 процентов.
Повышение урожайности, полученное Кукурузным поясом в результате дыры в потеплении, вероятно, в будущем уменьшится. Хотя этот регион был аномалией в течение последних пятидесяти лет, мы должны быть готовы к проблемы, связанные с изменением климата», - сказал соавтор Джонатан Винтер, доцент кафедры географии и главный исследователь Группы прикладной гидроклиматологии в Дартмуте.