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A Terra está esquentando. Os efeitos das mudanças climáticas globais causadas pelo homem estão se tornando cada vez mais aparentes à medida que vemos mais ondas de calor recordes, secas intensas, mudanças nos padrões de precipitação e um aumento nas temperaturas médias. E essas mudanças ambientais afetam cada parte da produção agrícola.
A NASA, junto com agências e organizações parceiras, monitora todas essas mudanças ambientais que acontecem hoje. Além disso, a NASA usa modelos de computador avançados que obtêm dados de satélite e simulam como o clima da Terra responderá às contínuas emissões de gases de efeito estufa no futuro. Os pesquisadores fazem isso para uma série de cenários futuros - e então usam as projeções climáticas resultantes para ver como as mudanças climáticas afetarão a agricultura global.
“Quando olhamos para as mudanças climáticas futuras, não é o mesmo que os anos quentes que vivemos”, disse Alex Ruane, codiretor do Grupo de Impactos Climáticos do Instituto Goddard de Estudos Espaciais (GISS) da NASA na cidade de Nova York. Ele coordena e lidera a equipe de clima do Projeto de Intercomparação e Melhoria do Modelo Agrícola ( AgMIP ), um projeto internacional que conecta ciência do clima, modelagem de safra e modelagem econômica para olhar para o futuro potencial da produção agrícola e da segurança alimentar.
“Se tivéssemos de encontrar um local e olhar para um ano quente vivido recentemente, provavelmente teria sido uma onda de calor que teria elevado a temperatura geral”, disse Ruane. “A mudança climática é diferente. A mudança climática é a cada dia, um pouco mais e mais. Quando essas ondas de calor chegam [no futuro], elas são um pouco mais intensas ou extremas, e isso tem um impacto fisiológico diferente [nas plantas]”.
Essas mudanças fisiológicas nas plantas podem ser complexas e estão ligadas ao tipo de cultura e aos efeitos climáticos vistos em nível regional e local.
Dióxido de carbono como fertilizante
O dióxido de carbono é o principal gás de efeito estufa responsável pelo aumento da temperatura global da Terra. Emitido pela queima de combustíveis fósseis, pode permanecer na atmosfera por centenas de anos, o que significa que a cada ano estamos adicionando dióxido de carbono à quantidade que se acumulou desde o início da Revolução Industrial, há mais de 200 anos.
O dióxido de carbono é removido da atmosfera pelas plantas durante a fotossíntese (embora não em quantidades suficientes para remover tudo o que os humanos emitem). Na verdade, experimentos de estufa e de campo mostraram que níveis mais elevados de dióxido de carbono na atmosfera podem atuar como fertilizantes e aumentar o crescimento da planta. A quantidade de benefício que uma cultura recebe depende de seu tipo. Trigo, cevada e arroz, por exemplo, se beneficiam mais de concentrações mais altas de dióxido de carbono do que o milho. Mais gás carbônico no ar torna a planta mais eficiente na absorção do gás e, consequentemente, ela perde menos água durante o processo, o que é melhor para o crescimento da planta. Com água e outros nutrientes suficientes, o rendimento das colheitas pode aumentar significativamente.
No entanto, esses rendimentos mais elevados geralmente trazem desvantagens para a nutrição. “As safras crescem mais rápido e maiores com CO 2 mais alto ”, disse Jonas Jäegermeyr, o coordenador do projeto Global Gridded Crop Model Intercomparison sob AgMIP no GISS. “Mas o conteúdo de proteínas e micronutrientes é proporcionalmente menor.”
Quantidade versus qualidade é uma complicação quando se olha para os efeitos do clima nas safras. Outra é que, embora os níveis mais altos de dióxido de carbono tragam alguns benefícios, eles também trazem o calor.
Aumentando o calor
Aumentos nas temperaturas regionais devido às mudanças climáticas, especialmente nos trópicos, podem levar ao estresse por calor para todos os tipos de culturas. Muitas culturas começam a sentir estresse em temperaturas acima de cerca de 90 a 95 graus Fahrenheit (32 a 35 graus Celsius), disse Jäegermeyr, embora isso varie de acordo com o tipo de cultura e dependa da disponibilidade de água. O sinal mais visível do estresse térmico é o enfraquecimento com a perda de água e pode causar danos permanentes à planta.
Este mapa codificado por cores na projeção Robinson exibe uma progressão das alterações das anomalias da temperatura da superfície global. As temperaturas normais são a média durante o período de referência de 30 anos 1951-1980. As temperaturas acima do normal são mostradas em vermelho e as temperaturas abaixo do normal são mostradas em azul. O quadro final representa as anomalias de temperatura global de 5 anos de 2016-2020. Escala em graus Celsius.
Créditos: Estúdio de Visualização Científica da NASA
Diferentes regiões experimentarão diferentes intensidades de calor no clima futuro, especialmente durante eventos extremos como ondas de calor. “O padrão de onde as safras são cultivadas decide o padrão dos impactos”, disse Jäegermyer. “Quanto mais você cresce nos trópicos, mais forte será atingido. Como já está muito quente, uma quantidade adicional de aquecimento será mais severa do que em altas latitudes. ”
Um modelo de estudo de 2019 simulou a futura produção global de trigo com temperaturas globais projetadas de 1,5 graus Celsius e 2,0 graus Celsius acima das temperaturas pré-industriais. Levando em consideração o efeito da fertilização do dióxido de carbono, os resultados mostraram que a produção de grãos para trigo plantado no inverno ou na primavera aumentou cerca de 5% em regiões mais temperadas, como os Estados Unidos e Europa, e diminuiu cerca de 2 a 3% em regiões mais quentes, como como a América Central e partes da África. Além disso, em regiões quentes, incluindo a Índia, que produz 14% do trigo global, eles viram com mais frequência anos com baixos rendimentos de trigo.
A temperatura também afeta o ciclo de vida das safras. Um pequeno aumento nas temperaturas diárias durante a estação de cultivo acelera o ciclo de vida da planta, disse Ruane. “Então o que acaba acontecendo é que a planta amadurece mais rápido e no final da safra quando ela bota o grão, só não fica tanto tempo construindo folhas, coletando luz solar e fazendo aquela energia que você precisa para o grão . ” O resultado é menos grãos e menores rendimentos agrícolas.
Mostre-me a Água
A última grande peça do quebra-cabeça é a água. A mudança climática está afetando os padrões de chuva e neve e dando origem a mais extremos em secas e chuvas.
“Algumas áreas verão chuvas adicionais e, portanto, benefícios”, disse Jäegermeyr. “Algumas regiões receberão muita chuva adicional e então verão os efeitos adversos do excesso de chuva. E muitas regiões verão de fato secas. ” Por exemplo, as monções podem trazer mais chuva para o sudeste da Ásia e as secas podem se tornar mais intensas no oeste dos Estados Unidos, Austrália, África e América Central.
A quantidade de água disponível para irrigação já está sofrendo impactos das mudanças climáticas. Os blocos de neve nas montanhas estão diminuindo no Himalaia e na Sierra Nevada da Califórnia , que são fontes primárias de água potável e de irrigação.
Os níveis das águas subterrâneas também são sensíveis às mudanças climáticas, como secas persistentes e chuvas excessivas. Um estudo de 2018 mostrou que onde a água subterrânea é usada para agricultura, os níveis da água subterrânea estão geralmente diminuindo devido à água que foi extraída e sua sensibilidade à mudança. Além disso, as plantas acessam a água do solo, o que em regiões mais quentes e em um futuro mais quente é mais sujeito à evaporação, deixando menos para as plantas usarem.
O acesso à água tem um efeito direto na saúde da colheita, e as observações de satélite são um dos principais insumos para as ferramentas que os pesquisadores e parceiros da NASA estão construindo para ajudar a gerenciar nosso futuro mais quente.
Adaptação
“Nós nos preocupamos com as mudanças climáticas não por causa dos graus Celsius ou partes por milhão de CO 2 , mas porque eles, por sua vez, afetam todos os setores e nossas vidas”, disse Ruane, referindo-se não apenas ao setor agrícola e à economia em grande escala, mas também ao mudanças diárias que acontecerão à medida que as comunidades responderem às mudanças climáticas.
Além de examinar as consequências diretas dos fatores ambientais das mudanças climáticas nas lavouras, as equipes de pesquisa da AgMIP também estão analisando o potencial para adaptações, práticas de gestão e incentivos econômicos que ajudarão a mitigar os piores resultados.
Existem três tipos de estratégias de adaptação, disse Ruane: coisas decididas todos os anos, como quando plantar e a rotação de culturas no campo; investimentos de longo prazo, como um novo trator, sistemas de irrigação melhorados ou nova infraestrutura de irrigação em áreas atualmente alimentadas pela chuva; e ações transformadoras, como o cultivo de novas variedades de safras ou a resposta a mudanças em grande escala na dieta da população.
“Podemos testar diferentes opções nos campos virtuais [do modelo]”, disse Ruane. “Também podemos fazer perguntas sobre como os preços [calculados em] nossos modelos econômicos mudam se as pessoas adotam o tipo de dieta que temos aqui nos EUA em comparação com a dieta mediterrânea ou a dieta do leste asiático.” Por exemplo, o que acontece quando uma população come mais ou menos carne, ou deixa de comer mais alimentos à base de trigo para comer mais alimentos à base de arroz, ou vice-versa? Os modelos também podem explorar outros efeitos secundários dessas grandes mudanças, especialmente as inesperadas.
Ruane acrescenta: “Se realmente queremos saber o que vai acontecer com os agricultores ou consumidores, temos que trazer o aspecto econômico da situação”. À medida que as mudanças climáticas impactam os sistemas alimentares no futuro, os efeitos repercutirão na economia e nas famílias, influenciados pela forma como as pessoas respondem.
Imagem do banner: A mudança climática está impactando a agricultura de várias maneiras. Os pesquisadores usam dados de satélite e modelagem de computador para monitorar e mitigar esses impactos. Créditos: NASA / Observatório da Terra / USDA / Jesse Kirsch
Fonte: NASA / Editor: Roberto Molar-Candanosa / 01-09-2021
https://www.nasa.gov/feature/goddard/esnt/2021/nasa-at-your-table-climate-change-and-its-environmental-impacts-on-crop-growth
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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia). Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela NASA. A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
Page: http://pesqciencias.blogspot.com.br
Page: http://livroseducacionais.blogspot.com.br
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