Los mapas muestran la estrecha correlación de la producción de cultivos, precipitación y temperatura en el medio oeste de los Estados Unidos en la última mitad del siglo XX. En este mapa, el número de fanegas de maíz producidas se muestra en tonos de verde. Crédito:Instituto de Tecnología de Massachusetts
Los científicos coinciden en que los cambios en el uso de la tierra, como la deforestación, y no solo las emisiones de gases de efecto invernadero, puede desempeñar un papel importante en la alteración de los sistemas climáticos del mundo. Ahora, un nuevo estudio realizado por investigadores del MIT y el Dartmouth College revela cómo otro tipo de uso de la tierra, Agricultura intensiva, puede afectar el clima regional.
Los investigadores muestran que en la última mitad del siglo XX, el medio oeste de los EE. UU. atravesó una intensificación de las prácticas agrícolas que condujeron a aumentos dramáticos en la producción de maíz y soja. Y, durante el mismo período en esa región, los veranos eran significativamente más fríos y tenían más precipitaciones que durante el medio siglo anterior. Este efecto, con enfriamiento regional en una época de calentamiento global generalizado, puede haber enmascarado parte del efecto de calentamiento que habría ocurrido durante ese período, y el nuevo hallazgo podría ayudar a refinar los modelos climáticos globales incorporando tales efectos regionales.
Los hallazgos se publican esta semana en Cartas de investigación geofísica , en un artículo de Ross Alter, un postdoctorado reciente del MIT; Elfatih Eltahir, el profesor Breene M. Kerr de hidrología y clima; y otros dos.
El equipo demostró que había una fuerte correlación, tanto en el espacio como en el tiempo, entre la intensificación de la agricultura en el Medio Oeste, la disminución de las temperaturas diurnas medias observadas en el verano, y un aumento en la precipitación local observada. Además de esta evidencia circunstancial, identificaron un mecanismo que explica la asociación, sugiriendo que efectivamente existía un vínculo de causa y efecto entre los cambios en la vegetación y los efectos climáticos.
Eltahir explica que las plantas "respiran" el dióxido de carbono que necesitan para la fotosíntesis al abrir poros diminutos, llamado estoma, pero cada vez que hacen esto también pierden humedad a la atmósfera. Con la combinación de semillas mejoradas, fertilizantes, y otras prácticas, entre 1950 y 2009, el rendimiento anual de maíz en el Medio Oeste se cuadruplicó y el de soja se duplicó. Estos cambios se asociaron con plantas más densas con más masa foliar, lo que aumentó así la cantidad de humedad liberada a la atmósfera. Esa humedad adicional sirvió tanto para enfriar el aire como para aumentar la cantidad de lluvia, sugieren los investigadores.
Este mapa muestra las desviaciones en la precipitación en comparación con el medio siglo anterior. Las áreas de mayor precipitación se muestran en verde (y la oscuridad aumenta en proporción a la cantidad de aumento) y áreas. Crédito:Instituto de Tecnología de Massachusetts
"Durante algún tiempo, nos ha interesado cómo los cambios en el uso de la tierra pueden influir en el clima, "Eltahir dice." Es un problema independiente de las emisiones de dióxido de carbono, "que se han estudiado más intensamente.
Eltahir, Alterar, y sus coautores notaron que los registros mostraban que a lo largo del siglo XX, "hubo cambios sustanciales en los patrones regionales de temperatura y lluvia. Una región del Medio Oeste se enfrió, que fue una sorpresa, "Dice Eltahir. Debido a que los registros meteorológicos en los EE. UU. Son bastante extensos, existe "un conjunto de datos robusto que muestra cambios significativos en la temperatura y la precipitación" en la región.
Durante la última mitad del siglo, La precipitación media en verano aumentó en aproximadamente un 15 por ciento en comparación con el medio siglo anterior, y las temperaturas medias de verano disminuyeron alrededor de medio grado Celsius. Los efectos son "significativos, pero pequeño, "Dice Eltahir.
Al introducir en un modelo climático regional de EE. UU. Un factor para tener en cuenta la agricultura más intensiva que ha hecho del Medio Oeste una de las áreas agrícolas más productivas del mundo, los investigadores encontraron, "los modelos muestran un pequeño aumento de las precipitaciones, una bajada de temperatura, y un aumento de la humedad atmosférica, "Dice Eltahir, exactamente lo que muestran los registros climáticos.
Esa "huella digital distintiva, " él dice, sugiere fuertemente una asociación causal. "Durante el siglo XX, el medio oeste de los EE. UU. experimentó un cambio climático regional que es más consistente con lo que esperaríamos de los cambios en el uso de la tierra en comparación con otros forzamientos, " él dice.
Los cambios en las temperaturas medias de verano se muestran en este mapa, con temperaturas superiores a la media en rojo, más bajo que el promedio en azul. El análisis muestra una correlación muy fuerte entre las áreas con mayor producción de cultivos, mayor precipitación, y temperaturas más bajas. Crédito:Instituto de Tecnología de Massachusetts
Este hallazgo no contradice de ninguna manera el patrón general del calentamiento global, Enfatiza Eltahir. Pero para perfeccionar los modelos y mejorar la precisión de las predicciones climáticas, "Necesitamos entender algunos de estos procesos regionales y locales que tienen lugar en segundo plano".
A diferencia de los cambios en el uso de la tierra, como la deforestación, que puede reducir la absorción de dióxido de carbono por los árboles que puede ayudar a mejorar las emisiones del gas, los cambios en este caso no reflejaron ningún aumento significativo en el área bajo cultivo, sino más bien un aumento dramático en los rendimientos de las tierras agrícolas existentes. "El área de cultivos no se expandió mucho durante ese tiempo, pero la producción de cultivos aumentó sustancialmente, dando lugar a grandes aumentos en el rendimiento de los cultivos, "Alter explica.
Los hallazgos sugieren la posibilidad de que, al menos a nivel regional o local a pequeña escala, la intensificación de la agricultura en las tierras agrícolas existentes podría ser una forma de hacer algo de geoingeniería local para al menos disminuir ligeramente los impactos del calentamiento global, Dice Eltahir. Un artículo reciente de otro grupo en Suiza sugiere precisamente eso.
Pero los hallazgos también podrían presagiar algunos impactos negativos porque es poco probable que se repita el tipo de intensificación de los rendimientos agrícolas logrados en el Medio Oeste, y algunos de los efectos del calentamiento global pueden "haber sido enmascarados por estos efectos regionales o locales. Pero este fue un fenómeno del siglo XX, y no esperamos nada similar en el siglo XXI, "Dice Eltahir. Entonces, el calentamiento en esa región en el futuro" no tendrá el beneficio de estos moderadores regionales ".
"Esto es realmente importante, excelente estudio, "dice Roger Pielke Sr., un científico investigador senior en CIRES, en la Universidad de Colorado en Boulder, que no estuvo involucrado en este trabajo. "El liderazgo de la comunidad científica del clima aún no ha aceptado que la gestión humana de la tierra sea al menos tan importante en el clima regional y local como la adición de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero a la atmósfera por las actividades humanas".
Pielke añade que "el profesor Eltahir ha sido uno de los pioneros en la mejora de nuestro conocimiento sobre este tema de importancia científica y social". Este documento "es una contribución significativa sobre este tema".
Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.
