Ozonets inverkan på produktionen av sojabönor kan förutsägas mer exakt tack vare förbättringar av ett datormodelleringssystem.

Yt-ozon är en förorening som påverkar växternas tillväxt genom att tränga in i löv och minska fotosynteshastigheten, och stigande ozonnivåer kan allvarligt begränsa produktionen av grödor inklusive soja.

Att kunna uppskatta denna skada på sojabönproduktionen med hjälp av en "klimatvegetationsmodell" är avgörande för att förutsäga globala och regionala sojautbyten i framtiden.

Denna studie använder resultat från ett fältexperiment i USA, som fann att en normal ozonnivå på 10 ppm/h (AOT40) kunde minska sojabönsavkastningen med 10 %.

Vid extrema ozonnivåer – jämförbara med de som observerades under mycket förorenade dagar i vissa delar av världen – sjönk sojabönsproduktionen till mindre än hälften av den mängd som odlades i oförorenad luft.

"För närvarande, ozonkoncentrationerna förväntas öka globalt, som kan ha en betydande inverkan på jordbruk och livsmedelssäkerhet, "sa Dr Felix Leung, vid University of Exeter.

"Ekonomisk förlust från ozonskador på grödor uppskattas redan till $14 miljarder till $26 miljarder USD.

"Politiska beslut – såsom främjandet av elfordon framför diesel- och bensinbilar – krävs brådskande för att begränsa ozonnivåerna på ytan."

Ozon i stratosfären skyddar oss från skadlig ultraviolett strålning, men i den lägre atmosfären, troposfären, det är giftigt för människor och växter.

Förutom att den begränsar fotosyntesen - och därför minskar kollagring från växter - är den också en växthusgas, och är giftigt för människor och djur.

Ozon orsakas av en kombination av föroreningar inklusive kväveoxid, som mestadels kommer från fordons- och fabriksutsläpp.

Klimat-vegetationsdatormodellen som används i denna studie kallas JULES.

Det utvecklades av ett brett samhälle av brittiska forskare, koordineras av Met Office och Centrum för ekologi och hydrologi.

"Den nyligen kalibrerade versionen av JULES kommer att tillämpas regionalt och globalt i framtida JULES-simuleringar, " sa Dr Leung.

"Denna studie hjälper till att bygga en toppmodern konsekvensbedömningsmodell och bidrar till en mer fullständig förståelse av klimatförändringarnas effekter på livsmedelsproduktionen."

Forskargruppen inkluderade Dr. Karina Williams och Dr. Andy Wiltshire, som båda var bland Met Office-personal som tog gemensamma positioner vid Global Systems Institute vid University of Exeter förra året.

Studien finansierades av Natural Environment Research Council (NERC).

Pappret, publiceras i tidskriften Geovetenskaplig modellutveckling , har titeln "Kalibrering av sojabönparametrar i JULES 5.0 från US-Ne2/3 FLUXNET-sajterna och SoyFACE-O3-experimentet."