Gli scienziati scoprono modelli nascosti delle precipitazioni che potrebbero rimodellare l’agricoltura

Pubblicato in Sostenibilità della naturala ricerca segue l’umidità atmosferica fino al luogo in cui è evaporata per la prima volta, sia dall’oceano che da superfici terrestri come suolo, laghi e foreste. La luce solare riscalda queste superfici, convertendo l’acqua in vapore che sale nell’atmosfera e infine ritorna sotto forma di pioggia.

L’umidità derivata dall’oceano può viaggiare attraverso i continenti all’interno di grandi sistemi meteorologici tra cui fiumi atmosferici, monsoni e tempeste tropicali. L’umidità proveniente dalla terra, spesso definita pioggia riciclata, viene creata quando l’acqua evapora dai suoli e dalla vegetazione vicini, alimentando tempeste più localizzate. Secondo lo studio, il rapporto tra l’umidità dell’oceano e quella della terra influenza fortemente il rischio di siccità regionale e la produttività agricola.

“Il nostro lavoro riformula il rischio di siccità: non si tratta solo di quanto piove, ma da dove viene”, ha affermato Yan Jiang, autore principale dello studio e studioso post-dottorato presso l’UC di San Diego con un appuntamento congiunto presso la School of Global Policy and Strategy e Scripps Institution of Oceanography. “Comprendere l’origine delle precipitazioni e se provengano da fonti oceaniche o terrestri, offre ai politici e agli agricoltori un nuovo strumento per prevedere e mitigare lo stress da siccità prima che si verifichi”.

Monitoraggio delle fonti di umidità per migliorare la previsione della siccità

Utilizzando quasi 20 anni di misurazioni satellitari, Jiang e la coautrice Jennifer Burney dell’Università di Stanford hanno quantificato quanta parte delle precipitazioni globali inizia come evaporazione terrestre. Hanno scoperto che quando più di un terzo delle precipitazioni proviene dalla terra, i terreni coltivati ​​diventano significativamente più suscettibili alla siccità, l’umidità del suolo diminuisce e la resa diminuisce. I sistemi guidati dall’oceano generalmente producono precipitazioni più abbondanti e consistenti, mentre i sistemi guidati dalla terra tendono a produrre piogge più leggere e meno prevedibili, rendendo i raccolti più vulnerabili durante le fasi in cui l’acqua è essenziale.

Questa scoperta offre un nuovo metodo per identificare le regioni a rischio più elevato e per pianificare le strategie di gestione dell’acqua e delle colture in modo più efficace.

“Per gli agricoltori in aree che dipendono fortemente dall’umidità proveniente dalla terra – come parti del Midwest o dell’Africa orientale – la disponibilità locale di acqua diventa il fattore decisivo per il successo delle colture”, ha spiegato Jiang. “I cambiamenti nell’umidità del suolo o la deforestazione possono avere effetti immediati e a cascata sui rendimenti.”

Due regioni a rischio elevato: il Midwest e l’Africa orientale

La ricerca identifica due importanti hotspot globali: il Midwest degli Stati Uniti e l’Africa orientale tropicale.

Nel Midwest, Jiang nota che la siccità è diventata più frequente e intensa negli ultimi anni, nonostante lo status della regione come una delle zone agricole più produttive del mondo.

“I nostri risultati suggeriscono che l’elevata dipendenza del Midwest dall’umidità proveniente dalla terra, dal suolo e dalla vegetazione circostante, potrebbe amplificare la siccità attraverso ciò che chiamiamo ‘circuiti di feedback delle precipitazioni'”, ha detto Jiang. “Quando la terra si secca, si riduce l’evaporazione, che a sua volta riduce le precipitazioni future, creando un ciclo di siccità auto-rinforzante”.

Poiché la regione contribuisce in modo determinante ai mercati globali dei cereali, le interruzioni possono influenzare l’approvvigionamento alimentare ben oltre i confini degli Stati Uniti. Jiang sostiene che gli agricoltori del Midwest potrebbero dover concentrarsi sulla conservazione dell’umidità del suolo, sull’efficienza dell’irrigazione e sulla tempistica strategica della semina per limitare il rischio di aggravare gli effetti della siccità.

L’Africa orientale si trova ad affrontare una sfida diversa ma altrettanto seria. La rapida crescita dei terreni coltivati ​​e la continua perdita delle vicine foreste pluviali minacciano le fonti di umidità che contribuiscono a sostenere le precipitazioni della regione.

“Questo crea un conflitto pericoloso”, ha detto Jiang. “Gli agricoltori stanno abbattendo le foreste per coltivare più raccolti, ma quelle foreste aiutano a generare le piogge da cui dipendono i raccolti. Se quella fonte di umidità scompare, la sicurezza alimentare locale sarà maggiormente a rischio”.

Jiang aggiunge che la regione ha ancora opportunità per prevenire un ulteriore declino.

“L’Africa orientale è in prima linea nel cambiamento, ma c’è ancora tempo per agire. Una gestione più intelligente del territorio – come la conservazione delle foreste e il ripristino della vegetazione – può proteggere le precipitazioni e sostenere la crescita agricola”.

Le foreste agiscono come generatori naturali di precipitazioni

Lo studio sottolinea che le foreste e gli ecosistemi naturali svolgono un ruolo fondamentale nel mantenimento delle precipitazioni. Attraverso l’evaporazione e la traspirazione (quando le piante producono umidità), le foreste rilasciano grandi quantità di vapore acqueo nell’atmosfera, contribuendo alla formazione di nuvole che successivamente producono pioggia sui terreni coltivati ​​circostanti.

“Le foreste montane sono come produttori naturali di pioggia”, ha detto Jiang. “Proteggere questi ecosistemi non è solo una questione di biodiversità, ma anche di sostenere l’agricoltura.”

Promuovere una pianificazione territoriale e idrica intelligente dal punto di vista climatico

Il lavoro di Jiang introduce un nuovo quadro che collega le decisioni sull’uso del territorio, i modelli delle precipitazioni e la pianificazione agricola. Questo approccio potrebbe diventare sempre più importante man mano che le regioni cercano strategie per rafforzare la resilienza alla siccità.

Lo studio presenta anche un metodo di mappatura satellitare che potrebbe guidare gli investimenti nell’irrigazione, nella ritenzione idrica del suolo e nella conservazione delle foreste per contribuire a stabilizzare le precipitazioni.

Leggi l’articolo completo, “Origini dell’acqua delle colture e vulnerabilità idroclimatica delle terre coltivate globali”.