L’origine des précipitations révèle un facteur caché derrière les risques de sécheresse pour les agriculteurs

Une nouvelle étude de l’Université de Californie à San Diego révèle un facteur caché de la vulnérabilité des cultures mondiales : l’origine elle-même des précipitations.

Le document intitulé « Origines de l’eau des cultures et vulnérabilité hydroclimatique des terres cultivées mondiales » a été publié dans Durabilité de la nature.

La recherche retrace l’humidité atmosphérique jusqu’à sa source, qu’elle s’évapore de l’océan ou de surfaces terrestres telles que le sol, les lacs et les forêts. Lorsque le soleil chauffe ces surfaces, l’eau se transforme en vapeur, s’élève dans l’atmosphère, puis retombe sous forme de pluie.

L’humidité d’origine océanique parcourt de longues distances sous l’effet des vents mondiaux, souvent à travers des systèmes météorologiques à grande échelle tels que les rivières atmosphériques, les moussons et les tempêtes tropicales.

En revanche, l’humidité d’origine terrestre – souvent appelée pluie recyclée – provient de l’eau qui s’évapore des sols et de la végétation à proximité, alimentant ainsi les tempêtes locales. L’étude révèle que cet équilibre entre les sources océaniques et terrestres (terrestres) influence fortement le risque de sécheresse et la productivité des cultures d’une région.

“Notre travail recadre le risque de sécheresse : il ne s’agit pas seulement de la quantité de pluie, mais aussi de l’origine de cette pluie”, a déclaré Yan Jiang, auteur principal de l’étude et chercheur postdoctoral à l’UC San Diego, titulaire d’une nomination conjointe à la School of Global Policy and Strategy et à la Scripps Institution of Oceanography.

“Comprendre l’origine des précipitations et savoir si elles proviennent de sources océaniques ou terrestres donne aux décideurs politiques et aux agriculteurs un nouvel outil pour prédire et atténuer le stress dû à la sécheresse avant qu’il ne se produise.”

Une nouvelle façon de prévoir le risque de sécheresse

En utilisant près de deux décennies de données satellitaires, Jiang et la co-auteure Jennifer Burney de l’Université de Stanford ont mesuré la part des précipitations mondiales provenant de l’évaporation terrestre.

Ils ont découvert que lorsque plus d’un tiers des précipitations proviennent de la terre, les terres cultivées sont nettement plus vulnérables à la sécheresse, à la perte d’humidité du sol et à la baisse des rendements – probablement parce que les systèmes d’origine océanique ont tendance à fournir des précipitations plus abondantes, tandis que les systèmes d’origine terrestre ont tendance à fournir des averses moins fiables, augmentant ainsi le risque de déficits hydriques pendant les étapes critiques de croissance des cultures.

Ces informations offrent aux agriculteurs et aux décideurs politiques une nouvelle façon d’identifier les régions les plus à risque et de planifier en conséquence.

« Pour les agriculteurs des régions qui dépendent fortement de l’humidité d’origine terrestre, comme certaines parties du Midwest ou de l’Afrique de l’Est, la disponibilité locale de l’eau devient le facteur décisif pour le succès des cultures », a expliqué Jiang. “Les changements dans l’humidité du sol ou la déforestation peuvent avoir des impacts immédiats et en cascade sur les rendements.”

Deux points chauds mondiaux : le Midwest américain et l’Afrique de l’Est

L’étude met en évidence deux points chauds de vulnérabilité frappants : le Midwest américain et l’Afrique de l’Est tropicale.

Dans le Midwest, note Jiang, les sécheresses sont devenues plus fréquentes et plus intenses ces dernières années, même dans l’une des régions agricoles les plus productives et technologiquement avancées du monde.

“Nos résultats suggèrent que la forte dépendance du Midwest à l’humidité d’origine terrestre, provenant du sol et de la végétation environnants, pourrait amplifier les sécheresses à travers ce que nous appelons des ‘boucles de rétroaction des précipitations'”, a déclaré Jiang. “Lorsque la terre s’assèche, elle réduit l’évaporation, ce qui à son tour réduit les précipitations futures, créant ainsi un cycle de sécheresse qui s’auto-renforce.”

Cette région étant également un fournisseur majeur des marchés céréaliers mondiaux, les perturbations qui y surviennent ont des répercussions bien au-delà des frontières américaines. Jiang suggère que les producteurs du Midwest pourraient devoir accorder une plus grande attention à la gestion de l’humidité du sol, à l’efficacité de l’irrigation et au calendrier des semis pour éviter d’aggraver le stress dû à la sécheresse.

En revanche, l’Afrique de l’Est est confrontée à une situation plus précaire mais néanmoins réversible. L’expansion rapide des terres cultivées et la perte des forêts tropicales environnantes menacent de saper les sources d’humidité qui soutiennent les précipitations dans la région.

“Cela crée un conflit dangereux”, a déclaré Jiang. “Les agriculteurs défrichent les forêts pour cultiver davantage, mais ces forêts contribuent à générer les précipitations dont dépendent les cultures. Si cette source d’humidité disparaît, la sécurité alimentaire locale sera plus menacée.”

Cependant, Jiang voit des opportunités ainsi que des risques :

“L’Afrique de l’Est est en première ligne du changement, mais il est encore temps d’agir. Une gestion plus intelligente des terres, comme la conservation des forêts et la restauration de la végétation, peut protéger les précipitations et soutenir la croissance agricole.”

Les forêts, faiseuses de pluie

La recherche souligne que les forêts et les écosystèmes naturels sont des alliés cruciaux pour l’agriculture. Les forêts libèrent de grandes quantités de vapeur d’eau dans l’atmosphère par évaporation et transpiration (lorsque les plantes produisent de l’humidité), ensemençant ainsi les nuages ​​qui amènent la pluie sur les terres cultivées voisines.

“Les forêts des hautes terres sont comme des faiseurs de pluie naturels”, a déclaré Jiang. “La protection de ces écosystèmes n’est pas seulement une question de biodiversité, il s’agit aussi de soutenir l’agriculture.”

Un outil pour une gestion plus intelligente des terres et de l’eau

Les recherches de Jiang fournissent un nouveau cadre scientifique reliant la gestion des terres, les régimes de précipitations et la planification des cultures, une relation qui pourrait devenir centrale dans les futures stratégies de résilience à la sécheresse.

La nouvelle technique de cartographie par satellite de l’étude pourrait aider les gouvernements et les agriculteurs à identifier où investir dans les infrastructures d’irrigation, le stockage de l’eau dans le sol et la conservation des forêts pour maintenir des précipitations fiables.