AGROMINDS - Historic and projected global agro-meteorologic indicators for major summer crops

Los agricultores siempre han observado el cielo, sabiendo que unas pocas semanas de calor o un retraso en las lluvias pueden convertir una cosecha abundante en un fracaso. Para los científicos que intentan predecir cómo el cambio climático afectará los alimentos que consumimos, el desafío es similar pero mucho más complejo. Deben rastrear no solo el clima, sino cómo ese clima interactúa con el ciclo de vida específico de un cultivo. Una planta no crece según un calendario fijo; crece basándose en el calor que acumula. En una primavera cálida, un cultivo puede madurar rápidamente, mientras que en un año fresco, le toma más tiempo. Los datos climáticos tradicionales suelen promediar las condiciones en meses fijos, lo que puede pasar por alto los momentos críticos en los que una planta es más vulnerable. Para comprender el futuro de la agricultura, los investigadores necesitan una forma de medir el clima exactamente como lo experimenta el cultivo, desde el momento en que se siembra la semilla hasta que se recoge la cosecha.

Un equipo de investigadores del Instituto Internacional de Análisis de Sistemas Aplicados ha creado un nuevo conjunto de datos globales llamado AGROMINDS para resolver este problema. En lugar de observar el clima en bloques mensuales genéricos, construyeron un sistema que sigue la temporada de crecimiento real de cuatro cultivos de verano principales: maíz, soja, arroz y trigo de primavera. El conjunto de datos combina registros meteorológicos diarios con información detallada sobre cuándo los agricultores siembran y cuándo los cultivos están listos para la cosecha. Al utilizar modelos computacionales para estimar qué tan rápido se desarrollan los cultivos basándose en las temperaturas diarias, el equipo puede definir el inicio y el fin exactos de la temporada de crecimiento para cada parcela de tierra cultivable en la Tierra. Este enfoque les permite calcular una amplia gama de indicadores climáticos —como la precipitación total, la temperatura promedio y el número de días con calor extremo— específicamente para el tiempo en que el cultivo está realmente en el suelo.

Los investigadores utilizaron este método para crear un registro exhaustivo de las condiciones climáticas desde 1971 hasta el año 2100. Cubrieron tanto el clima histórico, basado en el reanálisis de observaciones pasadas, como las proyecciones futuras basadas en cinco modelos climáticos diferentes y cuatro escenarios distintos de cómo podrían cambiar las emisiones humanas. Los datos están organizados en una cuadrícula que cubre todo el globo, centrándose en las áreas donde se cultivan estos productos actualmente. Para cada año y ubicación, el sistema calcula cuánto calor acumuló el cultivo, cuánta agua recibió y cuántos días enfrentó estrés por sequía o temperaturas abrasadoras. Crucialmente, el sistema desglosa la temporada de crecimiento en etapas más pequeñas y biológicamente significativas, como el tiempo en que la planta está estableciendo sus raíces, cuando está floreciendo y cuando está llenando sus granos. Este nivel de detalle ayuda a los científicos a ver exactamente cuándo un cultivo está en mayor riesgo.

Cuando el equipo aplicó este conjunto de datos para observar el futuro, los resultados pintaron un panorama claro de un mundo en calentamiento. En las simulaciones para finales de siglo, la temperatura promedio durante la temporada de crecimiento aumenta de manera constante en todas las regiones y en todos los modelos climáticos. El incremento es particularmente agudo bajo escenarios donde las emisiones de gases de efecto invernadero se mantienen altas. Junto con el calor, el número de días con temperaturas peligrosamente altas también aumenta, lo que significa que los cultivos enfrentarán olas de calor más frecuentes durante sus etapas de crecimiento más sensibles. Si bien los patrones de precipitación se vuelven más variables, con algunas áreas volviéndose más húmedas y otras más secas, la demanda de agua por parte de las plantas aumenta porque el aire más caliente seca el suelo más rápido. El conjunto de datos muestra que en muchos lugares, la combinación de temperaturas más altas y una mayor demanda de agua creará más días en los que la atmósfera extraiga más humedad del suelo de la que la lluvia puede reemplazar.

Esta nueva herramienta ofrece una forma más realista de estudiar la relación entre el clima y la agricultura que nunca antes. Al alinear los datos meteorológicos con el ritmo biológico real del cultivo, los investigadores han proporcionado un recurso que puede ayudar a los científicos a construir mejores modelos para predecir los rendimientos de los cultivos. Permite una comprensión más clara de cómo los choques climáticos, como una ola de calor repentina durante la floración, podrían impactar la producción de alimentos en diferentes partes del mundo. El conjunto de datos está diseñado para ser flexible, permitiendo a otros investigadores ajustar los parámetros para diferentes cultivos o regiones, asegurando que el análisis siga siendo relevante a medida que evolucionan las prácticas agrícolas y las condiciones climáticas. En última instancia, AGROMINDS proporciona un mapa detallado de los desafíos climáticos que enfrenta la agricultura mundial, ofreciendo una base para desarrollar estrategias para proteger la seguridad alimentaria en un mundo cambiante.