Majs, eller majs, är den mest odlade grödan i världen. Används i mat, matlagningsolja, industrialiserade livsmedel, djurfoder och till och med bilbränsle, grödan är en som både rika och fattiga människor litar på.

Forskning ledd av University of Washington tittar på vad klimatförändringarna kommer att betyda för den globala avkastningen av denna gröda. Resultaten visar att varmare temperaturer i slutet av detta århundrade kommer att minska skördarna i hela världen, bekräftar tidigare forskning. Men studien visar också dramatiska ökningar i variationen av majsskörd från ett år till nästa och sannolikheten för samtidiga låga skördar över flera högproducerande regioner, vilket kan leda till prishöjningar och globala brister.

Studien publicerades veckan den 11 juni i Proceedings of the National Academy of Sciences .

"Tidigare studier har ofta fokuserat på bara klimat och växter, men här tittar vi på klimatet, mat och internationella marknader, " sa huvudförfattaren Michelle Tigchelaar, en UW postdoktoral forskare i atmosfäriska vetenskaper. "Vi finner att när planeten värms upp, det blir mer sannolikt för olika länder att samtidigt uppleva stora skördeförluster, vilket har stora konsekvenser för livsmedelspriserna och livsmedelssäkerheten."

I kölvattnet av en nyligen genomförd UW-studie som tittar på näringsvärdet av risgrödor under klimatförändringar, denna studie behandlade den totala avkastningen och prisvolatiliteten för majs.

Medan det mesta riset används inhemskt, majs handlas på internationella marknader. Fyra länder – USA, Brasilien, Argentina och Ukraina – står för 87 procent av den globala majsexporten (Kina producerar mestadels för inhemskt bruk). Idag är sannolikheten att alla fyra exportörerna skulle få ett dåligt år tillsammans, med en avkastning som är minst 10 procent under det normala, är praktiskt taget noll.

Men resultaten visar att under 2 grader Celsius uppvärmning, vilket beräknas om vi lyckas minska utsläppen av växthusgaser, denna risk ökar till 7 procent. Under 4 grader Celsius uppvärmning, som världen är på väg att nå i slutet av århundradet om de nuvarande utsläppen av växthusgaser fortsätter, det finns en chans på 86 procent att alla fyra majsexporterande länder samtidigt skulle drabbas av ett dåligt år.

Med andra ord, det föreslår fall som 2003 års värmebölja i Västeuropa, som förstörde skördar där, kommer mer sannolikt att sammanfalla med dåliga år i andra regioner.

"Utbytesvariation är viktig för att bestämma livsmedelspriser på internationella marknader, vilket i sin tur har stora konsekvenser för livsmedelsförsörjningen och fattiga konsumenters möjlighet att köpa mat, sa Tigchelaar.

Studien använde globala klimatprognoser med majstillväxtmodeller för att bekräfta tidigare forskning som visar att varmare temperaturer kommer att påverka majsgrödor negativt.

"När människor tänker på klimatförändringar och mat, de tänker ofta på torka till en början, " sa Tigchelaar, "men det är verkligen extrem värme som är väldigt skadligt för grödor. En del av det beror på att växter som odlas vid en högre temperatur kräver mer vatten, men det är också att extrem värme i sig negativt påverkar avgörande stadier i växtutvecklingen, börjar med blomningsstadiet och slutar med spannmålsfyllningsstadiet."

Resultaten visar att medan varmare temperaturer kraftigt kommer att minska den genomsnittliga majsskörden i sydöstra USA, Östeuropa och Afrika söder om Sahara, och kommer att öka variationen i USA och andra exportländer.

"Även med optimistiska scenarier för minskade utsläpp av växthusgaser, Resultaten visar att volatiliteten i majsproduktionen från år till år i USA kommer att fördubblas i mitten av detta århundrade, på grund av stigande medeltemperatur för växtsäsongen, " sa medförfattaren David Battisti, en UW professor i atmosfäriska vetenskaper. "Detsamma kommer att gälla i de andra stora majsexporterande länderna. Klimatförändringar kommer att orsaka oöverträffad volatilitet i majspriset, nationellt och internationellt."

Studien inkluderade inte nederbördsförändringar, eftersom de är svårare att förutse, och prognoser visar att förändringarna kommer att vara små jämfört med de naturliga förändringarna i nederbörden från ett år till ett annat. Det antas också att temperatursvängningarna kommer att förbli desamma som idag, även om vissa modeller tror att temperaturerna kommer att bli mer varierande under klimatförändringar.

"Vi tog en konservativ strategi och antog att "vädret" kommer att vara detsamma, agerar bara ovanpå ett överlag varmare klimat, sa Battisti.

Resultaten stöder ansträngningar att driva ny jordbruksteknologi för att säkerställa livsmedelssäkerhet för en växande global befolkning. Författarna skriver att deras resultat "understryker vikten av investeringar i avel för värmetolerans."