La NASA à votre table
La NASA à votre table : le changement climatique et son influence écologique sur la croissance des plantes.
La Planète se réchauffe. Les impacts de l’ajustement climatique mondial causé par l’homme deviennent de plus en plus perceptibles alors que nous assistons à des fronts chauds record; à des sécheresses extrêmes, à des changements dans les régimes de précipitations et à une augmentation des températures moyennes. Et, ces modifications écologiques touchent tous les aspects de la fabrication des cultures.
En collaboration avec des entreprises et des organisations partenaires; la NASA vérifie chacun de ces changements écologiques qui se produisent aujourd’hui. De plus, la NASA utilise des versions informatiques avancées qui extraient des données satellitaires. Puis imitent la façon dont l’environnement terrestre réagira aux émissions de gaz à effet de serre à l’avenir. Les chercheurs le font pour une gamme de situations futures; et ensuite, ils utilisent les estimations climatiques qui en résultent pour voir comment l’ajustement climatique influencera l’agriculture internationale.
La NASA à votre table: l’ajustement futur de l’environnement
“Lorsque nous examinons l’ajustement futur de l’environnement, ce n’est pas pareil aux années chaudes que nous connaissons actuellement”. A déclarées Alex Ruane; codirecteur du Climate Impacts Group au Goddard Institute for Room Research Studies (GISS) de la NASA à New Ville de York. Il collabore et dirige le groupe sur le climat pour l’Agricultural Design Intercomparison and Improvement Task (AgMIP). Un projet mondial reliant la science du climat; la modélisation des cultures et la modélisation financière pour jeter un coup d’œil sur l’avenir potentiel des rendements des plantes et de la protection des aliments.
“Si nous devions trouver un emplacement et vérifier également une année chaude qui a été récemment connue; cela aurait probablement été un front chaud qui aurait certainement augmenté la température totale”. A déclaré Ruane. « L’adaptation à l’environnement est différente. Le changement climatique est quotidien, un peu de plus en plus. Lorsque ces vagues de chaleur arrivent [dans le futur], elles sont simplement un peu plus intenses ou sévères, ce qui a une influence physique variée [sur les plantes] ».
Ces changements physiologiques sur les plantes peuvent être complexes et liés au type de culture et aux impacts climatiques observés aux niveaux local et local.
Le dioxyde de carbone comme engrais
Le dioxyde de carbone est le principal gaz à effet de serre responsable de l’augmentation de la température globale de la Terre. Émis par la combustion de sources de combustibles non renouvelables, il peut rester dans l’environnement pendant des centaines d’années; ce qui signifie que chaque année, nous incluons le CO2 dans la quantité accumulée depuis le début de la révolution industrielle il y a plus de 200 ans.
Les plantes éliminent le dioxyde de carbone de l’atmosphère tout au long de la photosynthèse (mais pas en quantités suffisantes pour éliminer tout ce que les humains envoient.) Des expériences en serre et sur le terrain ont montré que de plus grands degrés de dioxyde de carbone peuvent agir comme engrais et augmenter le développement des plantes. La quantité d’avantages qu’une plante reçoit dépend de son espèce. Le blé, l’orge et le riz, par exemple, bénéficient davantage d’une plus grande concentration de CO2 que le maïs.
La NASA à votre table: l’excès de dioxyde de carbone
L’excès de dioxyde de carbone dans l’air rend la plante plus efficace pour absorber le gaz, et par la suite, elle rejette moins d’eau pendant le processus; ce qui est meilleur pour la croissance de la plante. Avec suffisamment d’eau ainsi que divers autres nutriments, les rendements des plantes peuvent augmenter considérablement.
Néanmoins, ces rendements plus élevés comportent généralement des inconvénients pour l’alimentation. “Les plantes se développent plus rapidement et plus grandes sous une plus grande quantité de dioxyde de carbone”. A déclaré Jonas Jägermeyr, coordinateur du travail Global Gridded Crop Version Intercomparison sous AgMIP au GISS. “Mais la teneur en protéines et en micronutriments est proportionnellement réduite. ».
La quantité par rapport à la haute qualité est un problème lors de la vérification des résultats climatiques sur les plantes. De plus, bien que des degrés de dioxyde de carbone plus élevés apportent certains avantages; ils obtiennent également de la chaleur.
Monter la Chaleur
Les augmentations des niveaux de température locaux dues à l’ajustement de l’environnement, en particulier sous les tropiques, peuvent entraîner un stress thermique pour toutes sortes de cultures. De nombreuses plantes commencent à se sentir stressées à des températures supérieures à environ 90 à 95 degrés Fahrenheit (32 à 35 degrés Celsius), a déclaré Jägermeyr. Cependant, cela variera sans aucun doute selon le type de plante et dépendra de la disponibilité de l’eau. L’indicateur le plus notable du stress thermique et de l’anxiété est le flétrissement dû à la perte d’eau et peut entraîner des dommages permanents à la plante.
Diverses régions connaîtront des forces de chaleur dans le climat futur; en particulier lors d’événements extrêmes comme les vagues de chaleur. “Le modèle d’expansion des plantes choisit le modèle d’effets”; a déclaré Jägermeyr. « Plus vous grandissez sous les tropiques, plus vous serez frappé difficilement. Parce qu’il fait déjà assez chaud, un réchauffement supplémentaire sera plus grave qu’aux hautes latitudes.
La NASA à votre table: la future production mondiale de blé
Une étude de modèle de 2019 remplace la future production mondiale de blé par des niveaux de température mondiaux prévus de 1,5 degré Celsius et de 2,0 degrés Celsius par rapport aux niveaux de température préindustriels. Compte tenu de l’impact de la fertilisation du dioxyde de carbone; les résultats ont révélé que les rendements en céréales pour le blé d’hiver ou de printemps ont augmenté d’environ 5 % dans des zones beaucoup plus tempérées telles que les États-Unis et l’Europe; et ont également diminué d’environ 2 à 3 % dans des régions plus chaudes. Régions telles que l’Amérique centrale ainsi que certaines parties de l’Afrique. De plus, dans les zones chaudes constituées par l’Inde, qui génère 14 % du blé mondial; elles ont beaucoup plus régulièrement connu des années de rendements de blé réduits.
La température a aussi un impact sur le cycle de vie des cultures. Une petite augmentation des températures quotidiennes pendant la période d’expansion accélère le cycle de vie de la plante, a déclaré Ruane. “Donc, ce qui se passe finalement, c’est que la plante se développe plus rapidement, et à la fin de la période où elle dépose le grain, elle n’a tout simplement pas passé autant de temps à accumuler des feuilles, à accumuler la lumière du soleil et à produire cette énergie dont vous avez besoin pour le grain.” Le résultat est moins de grains ainsi que des retours d’usine de plus petite taille.
Programmez-moi l’eau
Le dernier élément important du puzzle est l’eau. Ajuster l’environnement affecte les modèles de précipitations et de chutes de neige; et crée des périodes de sécheresse et des précipitations encore plus extrêmes.
“Certaines régions verront certainement des pluies supplémentaires, et donc des avantages”, a déclaré Jägermeyr. “Certaines régions obtiendront certainement des précipitations supplémentaires excessives et verront ensuite les impacts négatifs de l’excès de pluie. De plus, une tonne de régions connaîtra la sécheresse. Par exemple, les coups de vent peuvent apporter des pluies supplémentaires en Asie du Sud-Est. Les périodes de sécheresse peuvent devenir beaucoup plus extrêmes dans l’ouest des États-Unis; en Australie, en Afrique et en Amérique centrale.
La quantité d’eau facilement disponible pour l’arrosage subi actuellement les influences de l’ajustement climatique. Les manteaux de neige des collines diminuent dans l’Himalaya; et dans la Sierra Nevada, les principales sources d’eau potable et d’irrigation.
Les niveaux des eaux souterraines sont également sensibles aux ajustements de l’environnement tels que les périodes de sécheresse incessantes et les pluies excessives. Une étude de recherche de 2018 a révélé que là où les eaux souterraines sont utilisées pour l’agriculture, les niveaux des eaux souterraines sont généralement inférieurs directement à l’eau extraite et à sa sensibilité à la transformation. De plus, les plantes ont accès à l’eau du sol qui, dans les régions plus chaudes et dans un avenir plus chaud, est beaucoup plus susceptible de se dissiper; ce qui laisse moins de place aux plantes.
L’accessibilité à l’eau a un impact direct sur la santé et le bien-être des plantes. De plus, les surveillances par satellite sont uniquement l’une des entrées essentielles des outils que les chercheurs et leurs compagnons de la NASA construisent pour aider à gérer, notre, avenir plus chaud.
Ajustement
“Nous nous soucions de l’ajustement climatique non pas en raison des degrés Celsius ou des composants par million de dioxyde de carbone, car ceux-ci ont ensuite un impact sur tous les champs ainsi que sur nos vies”; a déclaré Ruane, faisant référence non seulement au marché et à l’économie agricoles massifs, mais également au quotidien. Changements qui se produiront sans aucun doute à mesure que les régions réagissent au changement climatique.
En plus de vérifier les conséquences directes des éléments écologiques de l’ajustement de l’environnement sur les cultures, les équipes d’étude au sein d’AgMIP envisagent aussi le potentiel d’adaptations; de techniques de gestion et de motivations économiques qui contribueront sûrement à atténuer les pires résultats.
Il existe trois types de stratégies d’ajustement; a déclaré Ruane : les éléments choisis chaque année, comme le moment de planter et la rotation des cultures d’une zone; des investissements à plus long terme, tels qu’un nouveau tracteur; des systèmes d’irrigation améliorés ou de toutes nouvelles installations d’irrigation dans les régions actuellement pluviales; de même que des activités de transformation, telles que la reproduction de nouvelles variétés de cultures ou la réponse à des changements importants dans le régime alimentaire d’une population.
La NASA à votre table: différentes alternatives dans les domaines numériques
“Nous pouvons tester différentes alternatives dans les domaines numériques [de la conception]”, a déclaré Ruane. « Nous pouvons également poser des questions sur la manière dont les taux [calculated in] nos modèles économiques changent si les individus adoptent le type de régime alimentaire que nous avons ci-dessous aux États-Unis par rapport au régime méditerranéen ou au régime alimentaire d’Asie de l’Est.
Par exemple, que se passe-t-il lorsqu’une population consomme plus ou moins de viande; ou passe d’une consommation beaucoup plus d’aliments à base de blé à une consommation beaucoup plus d’aliments à base de riz, ou vice versa ? Les conceptions peuvent en outre vérifier d’autres résultats supplémentaires de ces modifications importantes, en particulier celles imprévues.
Ruane ajoute : « Si nous voulons savoir ce qui est le plus susceptible d’arriver aux agriculteurs ou aux clients, nous devons intégrer l’économie de la situation. À mesure que la modification de l’environnement affectera les systèmes alimentaires à l’avenir, les impacts se répercuteront avec le climat économique et jusque dans les familles, formées par la façon dont les personnes réagissent.
Lisez l’article original sur le climat de la NASA.
