Téměř 40letý trend sucha během oteplování Země a potravinová bezpečnost

Úvod

oteplování od pol. 18. stol., 1970s – zesílení

sucho často uváděno jako jeden z hlavních důsledků g. o.

sucha intenzivnější = vyšší zemědělské ztráty

další problémy s dodávkami potraviny

negativní rozdíl mezi nabídkou a poptávkou potravin

Cíl článku

analyzovat globální a regionální dynamiku sucha mezi lety 1981–2018

přibližné změny v intenzitě sucha a jeho rozšíření

odhad příspěvku sucha k zemědělským ztrátám

porovnání globální a regionální dynamiky sucha v letech 1981–2018 s globálním “TA” trendem

zkoumat důsledky změn sucha (během globálního oteplování) na potravinovou bezpečnost

Zdraví vegetace

stav vegetace v reakci na podmínky prostředí

vegetace intenzivně zelená, bujná a rovnoměrně rozmístěná po ploše = zdravá

není?...= žlutá, vadnoucí, nerovnoměrná – rostlinný stres

zdraví vegetace zde určeno pomocí satelitu NOAA – měří odražené sluneční záření od zemského povrchu

senzory zkoumaly viditelné (VIS) a infračervené (NIR) sluneční záření

Při vývoji VH byla data NOAA důkladně zkalibrována a zpracována, aby se odstranily četné zdroje dlouhodobého a krátkodobého hluku

Původní data

podle fyziologických zákonů vytvořeno několik indexů s použitím měření VIS a NIR k charakterizaci zeleně vegetace

Odstranění hluku – nutnost krátkodobých i dlouhodobých (aerosol z El Chichon v roce 1982, Pinatubo 1991) korekcí

včetně denního “hluku” – oblačnost, lidské chyby apod.

Normalizovaný rozdílový vegetační index (NDVI)

Teplota jasu (BT)

Index zdraví vegetace

týdenní č. ř. NDVI a BT převedeny na hodnoty bez šumu

“Smoothed NDVI” (SMN)

“Smoothed BT (SMT)

3 indexy hodnotící vliv počasí na vegetaci (“Indexy VH”)

Index stavu vegetace (VCI)

Index teplotního stavu (TCI)

Index zdraví vegetace (VHI)

Globální oteplování

probíhá od poloviny 50. let 19. století

nejsilnější nárůstu globální teploty došlo po polovině 70. let

1983–2012 pravděpodobně nejteplejším 30letým obdobím za posledních 1400 let na severní polokouli

oteplení o 0,85 °C (0,65 až 1,06 °C) během let 1980–2012

Dynamika sucha během globálního oteplování od roku 1981 do roku 2014

analyzovány tři intenzity sucha, které nejvíce poškozují potravinovou bezpečnost

trendy odhadnuty ze satelitního kombinovaného indexu vlhkosti a tepelného stavu

trendy sucha mezi 1981–1997 stabilně ploché (žádný nárůst a pokles) ve srovnání s velmi silným globálním nárůstem teplotní anomálie TA (z −0,32 na +0,20 °C)

1998–2014: vzestupné trendy oblasti sucha a intenzity zatímco globální TA měla celkem stabilní (plochý) trend (téměř 0,2 °C)

odvozené dva 17leté (1981--1997 a 1998–2014) trendy sucha se neshodovaly s globálním trendem TA

závažné až výjimečné (S-to-E), které snižují produkci obilí z 10 na 25 %

extrémní až výjimečné (E-to-E), 26- 35% snížení zrna

výjimečné (E), více než 35% snížení

Hlavní obilné země

kromě celého světa analýza provedena v několika zemích

země vybrány na základě hlavního příspěvku k celosvětové produkci obilí v r. 2014

3 země produkující více než 10 % obilí (2014)

také zkoumány dva 17leté (1981-1997 a 1998-2014) trendy v oblasti a intenzit sucha

dynamika sucha pro tyto tři země opět neodpovídá s globálními trendy TA

čínská oblast sucha se mezi lety 1998 a 2014 zmenšila (překvapivě) na polovinu

Čína – 19,8 % produkce obilí, z 96,4 milionů hektarů půdy

USA – 15,7 % produkce obilí z 58,4 milionů hektarů půdy

Indie – 10,5 % produkce obilí z 98,5 milionů hektarů půdy

2015-2018 silná tendence k globálnímu oteplování a suchu

během let 2015-2018 se teplota Země nečekaně silně zvýšila

čtyřletý (2015-2018) průměrný globální TA nečekaně dosáhl 0,42°C, což bylo o 0,22°C nad 17letým (1998-2014) plochým globálním průměrným trendem TA

několik příčin zvýšení TA, které jsou zkoumány včetně posledních 4 let – především emise skleníkových plynů

možná silné El Nino (11/2015–4/2016) – nejsilnější za poslední dekády

neočekávaný a přetrvávající nárůst globálních emisí chlorfluoruhlovodíku poškozujícího ozónovou vrstvu

CFC-11 byl emitován z jihovýchodní Asie v letech 2014-2016

Co očekávat od potravinové bezpečnosti?

posledních 30–40 let

v prvních 18 letech 21. století mělo osm let zápornou bilanci

postihují silně rozvojové země, protože obyvatelstvo v těchto zemích často trpí nedostatkem jídla, což vede k podvýživě a hladu lidí

analýza ukázala, že dvojnásobný (200–284 %) globální průměrný nárůst TA za posledních 38 let (r. 1981) prakticky nezměnil trendy v oblasti gl. sucha a intenzity

konečná analýza pokrývá dynamiku sucha za poslední dvě desetiletí (1998–2018) ve třech hlavních zemích produkujících obilí, Číně, USA a Indii

zvýšená tendence nárůstu počtu obyvatel Země

postupné vyrovnávání celosvětové produkce obilí

zvýšení propasti mezi globální nabídkou a poptávkou obilí

Závěr

žijeme v době intenzivního globálního oteplování

od druhé poloviny 19. století intenzivní oteplování Země

urychlilo tání ledu a vzestup hladiny moří

zvýšilo nedostatek vody a intenzitu sucha

zhoršilo zemědělský systém a vyvolalo další změny

důležité odhadnout trendy sucha na základě údajů a předpovídat blízký budoucí vývoj sucha a jeho potenciální dopady na potravinovou bezpečnost

bylo možné data a zpracovat za účelem:

získat globální a regionální dynamiku sucha (plochu a intenzitu )

určit trendy sucha

odvodit, zda trend sucha následuje po nárůstu globální teploty

předpovědět, jaké důsledky by se měly očekávat v souvislosti se zajišťováním potravin

Důležité je, že:

indexy zdraví vegetace byly komplexně zkalibrovány a očištěny od dlouhodobého a krátkodobého šumu

sucha byla odhadnuta z teplotních a vlhkostních podmínek vegetace

38letá data VH byla použita pro analýzu trendu sucha

hodnocení byla provedena pro celý svět a hlavní země produkující obilí

původní data VH měla 1, 4 a 16 km2 údaje o plošném a týdenním časovém rozlišení, které byly ověřeny ve 32 zemích pokrývajících všechny kontinenty.

plocha a intenzita sucha (ve všech kategoriích) zůstaly stabilní, i když se svět mezi lety 1981 a 1997 silně oteplil

v Číně, USA a Indii oblast sucha pro intenzivní až výjimečnou intenzitu se v letech 1981-2014 snížila

2015–2018 – průměrná hodnota TA výrazně zvýšila po uvolnění tepla z oceánu, zejména od El Niño v 2015–16 a úbytku ozonové vrstvy na bázi chloru/bromu v nižší stratosféře

trendy v oblasti a intenzitě sucha globálních a hlavních obilných zemí nesledovaly globální oteplování klimatu od 80s

další šetření by mělo prozkoumat trendy sucha v několika dalších zemích, u sekundárních producentů obilí, jako je Rusko, Argentina, Austrálie a další