Även om människor snart minskar utsläppen av växthusgaser radikalt, viktiga växtodlingsregioner i världen kan förvänta sig förändringar i nederbördsmönster fram till 2040. Faktum är att vissa regioner upplever redan nya klimatregimer jämfört med för bara en generation sedan. Studien, publicerad 11 mars i Förfaranden från National Academy of Sciences , varnar för att upp till 14 procent av marken tillägnad vete, majs, ris och sojabönor blir torrare, medan upp till 31 procent blir blötare.

Studien använder fyra utsläppsscenarier från lågt till högt för att förutsäga uppkomsttid (TOE) för permanenta nederbördsförändringar, vilket betyder det år då nederbördsförändringar förblir permanent utanför deras historiska variation på en specifik plats. Forskningen visar att snabba åtgärder mot utsläpp - i linje med Parisavtalet 2015 - skulle driva TOE -prognoser djupare in i framtiden eller minska storleken på drabbade områden.

Torrare regioner inkluderar sydvästra Australien, Södra Afrika, sydvästra Sydamerika, och Medelhavet, enligt studien. Vetegård i centrala Mexiko går också mot en torrare framtid. Väderområden inkluderar Kanada, Ryssland, Indien och östra USA.

De fyra grödorna i studien representerar cirka 40 procent av det globala kaloriintaget och författarna säger att, oavsett hur mycket lindring som uppnås, alla regioner - både våtare och torrare - måste investera i anpassning, och gör det snarast i områden som förväntas se stora förändringar under de närmaste decennierna. Dock, i scenarierna med låga utsläpp av växthusgaser, de flesta regioner har två-tre decennier mer att anpassa än under högutsläppsscenarier.

Scenarier med låga utsläpp, författarna betonade, sannolikt innebär ett mindre behov av potentiellt kostsam anpassning till nya nederbördssystem.

Vete under värme

Torrare förhållanden förväntas för många stora veteproducenter. I Australien, cirka 27 procent av vetetodlingsmarken kommer att se mindre nederbörd, under ett medellångutsläppsscenario. Algeriet (100 procent), Marocko (91 procent), Sydafrika (79 procent), Mexiko (74 procent), Spanien (55 procent), Chile (40 procent), Turkiet (28 procent), Italien (20 procent) och Egypten (15 procent) är andra stora producenter som kommer att påverkas. Högre utsläpp innebär att en större mängd mark kommer att torka tidigare, fann studien.

"Det här är definitivt länder som kommer att behöva tänka ganska snabbt vad de skulle vilja göra med sin veteproduktion, "sa Maisa Rojas, studiens huvudförfattare och klimatolog vid Universidad de Chile. Kollegor vid International Center for Tropical Agriculture, universitetet i Leeds, Chiles centrum för klimat- och motståndsforskning, och Pontificia Universidad Católica de Chile (UC) medförfattare till studien.

"Det vi förutspår är förmodligen konservativa år för uppkomsttiden, "sa Rojas." Detekterbara nederbördsförändringar är naturligtvis inte bara viktiga för jordbruket, men för vattenresurshantering mer i allmänhet, så våra resultat är relevanta även för andra sektorer. "

Ändringens hastighet

En fantastisk aspekt av studien är hur snabbt den globala nederbörden förändras. Baslinjen för jämförelse är 20 år från 1986-2005. En handfull regioner har redan passerat det "historiska" genomsnittet till en helt ny nederbörd, inklusive Ryssland, Norge, Kanada och delarna av USA:s östkust. Studien projekterar att upp till 36 procent av all landyta kommer att bli fuktigare eller torrare under ett högutsläppsscenario.

"Jordbrukare som odlar grödor i dessa områden kommer att uppleva väsentligt andra förhållanden än vad de är vana vid, "sa Julian Ramirez-Villegas, en forskare vid International Center for Tropical Agriculture (CIAT) och CGIAR -forskningsprogrammet om klimatförändringar, Jordbruk och livsmedelssäkerhet (CCAFS). "De kommer att stå helt utanför sina normala historiska miljöer och många bönder kämpar redan med historisk variation."

Områden som inte återspeglas i studien kommer sannolikt också att ha nederbörd förändringar, sa Rojas. Men eftersom den naturliga variationen i dessa områden är hög, extrem förändring behövs innan forskare kan upptäcka deras uppkomsttider.

"Andra studier har undersökt tiden för uppkomst i global temperatur och nederbörd, "sa Fabrice Lambert, en UC-professor och medförfattare. "Det intressanta med den här studien är att vi överlagrar klimatresultaten med rumslig odlingsodling och växtsäsonger för att visa vilka jordbruksproduktionsregioner som kommer att påverkas av nederbördsförändringar, och hur mycket tid de har att förbereda. "

Världens mest folkrika länder, Kina och Indien, är bland dem som kommer att ha mycket våtare åkrar för de fyra grödorna som ingår i studien, under alla utsläppsscenarier. Andel odlingsmark som sträcker sig till höga tvåsiffriga. Asiens andra stora risproducenter, inklusive Japan, Korea och Filippinerna kommer att ha TOE för ökad nederbörd.

Vetefält norra Europa, Förenta staterna, Kanada och Ryssland kommer att ha större nederbörd.

Mer nederbörd kan innebära högre produktion, men i kombination med stigande havsnivåer, högre temperaturer och ökad risk för översvämningar, högre produktion är inte säkerställd, sa författarna.

"Förändringarnas exakta karaktär är omöjlig att förutsäga, "sa Andy Challinor, en medförfattare och professor vid Priestley International Center for Climate vid University of Leeds. "Vad den här studien berättar för oss är att anpassningen måste vara smidig. För första gången, vi kan berätta vilka förändringar vi ska vara redo för-och när de förväntas-i våra stora växtodlingsregioner. Före denna studie, de nederbördsmängder som grödor upplevde ansågs vara så oförutsägbara att inga riktiga råd kunde ges. "