Ученые обнаружили, что примерно на одной трети пахотных земель в мире температура и влажность почвы тесно связаны с урожайностью пшеницы и риса при сборе урожая. Согласно исследованию, опубликованному 21 июля в журнале Nature Climate Change, для этих двух ключевых культур компьютерная модель может прогнозировать неурожаи на три месяца вперед примерно для 20 процентов пахотных земель в мире.«Вы можете оценить конечный урожай в зависимости от климатических условий за несколько месяцев до этого», — сказала Молли Браун из Лаборатории биосферных наук Годдарда. «Исходя из весенних условий, ранее существовавших условий, образец установлен».Ученые хотели проверить надежность и своевременность прогнозов неурожая, чтобы правительства, страховщики и другие лица могли планировать соответственно.
Группа исследователей во главе с Тошичикой Иидзуми из Национального института агроэкологических наук в Цукубе, Япония, создала и протестировала новую модель сельскохозяйственных культур, включающую прогнозы температуры и осадков, а также спутниковые наблюдения с 1983 по 2006 годы. Затем они изучили, насколько хорошо эти данные спрогнозировал урожайность или неурожай, который действительно произошел в конце каждого сезона. Например, глядя на температуру и влажность почвы в июне данного года, они надеялись предсказать успешный урожай кукурузы в августе и сентябре.
Команда изучила четыре культуры — кукурузу, сою, пшеницу и рис — но модель оказалась наиболее полезной для пшеницы и риса. Согласно исследованию, неурожаи в регионах некоторых крупных экспортеров пшеницы и риса, таких как Австралия и Уругвай, можно прогнозировать на несколько месяцев вперед. Модель также прогнозировала некоторые незначительные изменения в урожайности, а не только разрушительные неурожаи в результате сильных засух или других экстремальных погодных условий.«Воздействие экстремальных климатических явлений — таких явлений, которые имеют большое влияние на глобальное производство — более предсказуемо, чем небольшие колебания климата, но даже 5-процентные колебания урожайности были правильно смоделированы в исследовании для многих частей глобус ", — сказал Энди Чаллинор, соавтор исследования и профессор Университета Лидса в Соединенном Королевстве.
По словам Брауна, экономические факторы, в том числе сельскохозяйственные технологии, удобрения, семена и ирригационная инфраструктура, являются ключевыми для определения того, насколько фермер может вырасти. Фермер с дорогостоящим оборудованием и высокоурожайными сортами может эффективно сажать семена и выращивать более продуктивные культуры, чем фермер, высаживающий малоурожайные сорта, по одному семени за раз. Например, фермеры в Соединенных Штатах могут выращивать примерно в 10 раз больше кукурузы на акр, чем фермеры в Зимбабве.
Но если экономика устанавливает планку урожайности, другие факторы, включая климат, по-прежнему могут вызывать колебания, которые приводят к хорошим и разрушительным годам.Мы пытаемся определить, насколько важна погода.
Для определенных культур в определенных местах это имеет огромное значение, особенно для пшеницы, — сказал Браун. — Эта статья дает нам инструменты, необходимые для понимания источников изменчивости за пределами экономической сферы ».По словам Брауна, хотя роль климата в урожайности и неурожаях может показаться интуитивно понятной, это трудно продемонстрировать частично из-за подавляющего влияния социальных и экономических факторов. Но объединение климатических и экономических прогнозов может привести к лучшему пониманию урожайности и неудач, особенно в условиях меняющегося климата.
По словам Брауна, этот документ является первым шагом в гораздо более масштабных усилиях, направленных на то, чтобы позволить фермерам в бедных странах получать лучшие урожаи в годы с хорошими условиями выращивания и повышать устойчивость в другие годы.Например, если спутниковые данные и климатические модели предсказывают хороший сезон для риса еще до посадки семян, фермеры или общины могут получить ссуды для инвестирования в технологии, чтобы воспользоваться хорошей погодой, в то время как страховщики могут удерживать страховые взносы на низком уровне.
Если прогноз предусматривает плохой вегетационный период, ссуды будут меньше, а страховые взносы больше. По словам Брауна, это может работать как сеть социальной защиты для сельскохозяйственных сообществ, а также побуждать сообщества и правительства вкладывать средства в инфраструктуру, необходимую для того, чтобы воспользоваться преимуществами этих хороших лет.
«Мы можем создать новую структуру, которая позволит в гораздо большей степени использовать спутниковые данные и модели прогнозирования климата», — сказала она. «Если бы вы знали, что у вас будет хороший год, вы могли бы планировать, вы могли бы давать ссуды, вы могли бы делать другие вещи, чтобы увеличить производство продуктов питания, чтобы быть готовым к плохим годам».
