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Comment les modèles météorologiques changent-ils?
Cependant, ces dernières décennies, la fréquence, l'intensité et l'imprévisibilité des anomalies météorologiques ont augmenté de façon significative en raison des changements climatiques, ce qui rend essentiel de comprendre leurs effets multiples.De la défaillance des cultures déclenchée par les gels non saisonniers à l'effondrement des populations de pollinisateurs pendant les vagues de chaleur sévères, l'interaction complexe entre les conditions atmosphériques et les systèmes biologiques est à la fois complexe et corrélative.
Effets directs sur les systèmes agricoles
Malgré les progrès réalisés dans les domaines de la technologie d'irrigation, de la culture en serre et de l'agriculture de précision, la majorité de la production alimentaire est encore exposée à des variations des précipitations, de la température et des vents. Selon les données de l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO), les phénomènes météorologiques extrêmes ont entraîné des pertes de plus de 100 milliards de dollars en récoltes et en bétail dans le monde au cours de la dernière décennie.
Extrémités de précipitations : sécheresse et inondations
La sécheresse demeure l'un des phénomènes météorologiques les plus dommageables pour l'agriculture mondiale. Les périodes prolongées de précipitations inférieures à la moyenne réduisent la disponibilité en eau du sol, la croissance des plantes en retard et une efficacité photosynthétique moindre, entraînant finalement des réductions importantes des rendements. L'agriculture pluviale, qui représente environ 60 % des terres cultivées mondiales, est particulièrement vulnérable. Par exemple, un seul événement de sécheresse grave peut réduire les rendements des cultures de 40 à 70 %.
L'eau qui s'enlève, qui empêche l'absorption des nutriments et favorise le développement de maladies fongiques, est souvent détruite par les inondations de mousson intense qui, dans certaines régions comme l'Asie du Sud et du Sud-Est, détruisent les rizières, retardent les programmes de plantation et aggravent la productivité des terres au fil du temps.
Volatilité de la température et saisons de croissance
La variabilité de la température a des répercussions sur l'agriculture de nombreuses façons. Les sources plus chaudes peuvent induire des progrès phénologiques[, où les plantes se développent et fleurissent plus tôt que d'habitude. Bien que cela puisse initialement prolonger la saison de croissance dans les régions tempérées, il augmente également la vulnérabilité aux gels de fin de saison qui peuvent dévaster les fleurs et les jeunes fruits.
Les recherches du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC)[ indiquent que chaque degré d'augmentation de Celsius au-dessus des températures optimales de croissance peut réduire les rendements du blé d'environ 6 %. Le stress thermique nuit également à la pollinisation; dans le maïs, la viabilité du pollen diminue fortement au-dessus de 35°C, entraînant des cabillauds stériles et des récoltes réduites.
Dégradation du vent et du sol
Les vents forts augmentent les taux d'évapotranspiration, séchant les sols et élevant les demandes d'irrigation. Dans les régions arides et semi-arides, l'érosion éolienne éloigne la couche fertile de terre, réduisant la productivité à long terme des terres et augmentant les risques de désertification. Le Dust Bowl des années 1930 aux États-Unis demeure l'exemple classique de la dégradation des sols par le vent, mais des processus similaires se poursuivent aujourd'hui dans certaines parties du Sahel, d'Asie centrale et d'Australie.
Au-delà de la dégradation du sol, le vent endommage physiquement les cultures en les logeant, ce qui est l'aplatissement des tiges de céréales, la réduction de la capacité de récolte et de la qualité des rendements. Il peut également contusionner les fruits et légumes, les rendre plus sensibles aux maladies et les rendre moins rentables.
Impacts sur les systèmes d'élevage et de pâturage
Les conditions météorologiques affectent non seulement la production agricole, mais aussi l'agriculture animale et les systèmes de pâturage. Le stress thermique est un défi majeur pour la santé et la productivité du bétail. Lorsque les températures ambiantes dépassent la zone thermoneutre – une plage de confort optimale pour les animaux – l'apport alimentaire diminue, le rendement du lait diminue, l'efficacité de la reproduction diminue et la fonction immunitaire diminue.
Les sécheresses prolongées réduisent la qualité des pâturages et la disponibilité des fourrages, obligeant les éleveurs à acheter des aliments supplémentaires coûteux ou à réduire la taille des troupeaux. Inversement, les phénomènes froids extrêmes, bien qu'ils deviennent moins fréquents en raison du réchauffement climatique, se produisent encore pendant des phénomènes comme les vortex polaires et peuvent causer une hypothermie et une mortalité accrue, en particulier chez les jeunes animaux ou les animaux vulnérables.
Écosystèmes sous pression : des forêts à l'eau douce
Les changements climatiques perturbent ces équilibres délicats, entraînant souvent des impacts en cascade sur la biodiversité, le cycle des nutriments et les services écosystémiques essentiels comme la séquestration du carbone, la purification de l'eau et la stabilisation des sols.
Forêts et régimes d'incendie
Une étude publiée dans [[FLT:]][[FLT:]][[FLT:]]][[FLT:]][[FLT:]]][[FLT:]][[FLT:]][[FLT:]][[FLT:]]][[FLT:]][[FLT:]][[FLT:]][[FLT:]]][[FLT:]][[FLT:]]][[FLT:]]][[FLT:]][FLT]][[FLT:]]][FLT][FLT][FLT]][F][F][FLT][FLT][F
Au-delà de la destruction immédiate de la végétation et des habitats fauniques, les feux de forêt graves modifient la chimie du sol en réduisant les matières organiques, en augmentant le risque d'érosion et en rejetant de grandes quantités de dioxyde de carbone stocké dans l'atmosphère, ce qui exacerbe encore davantage les changements climatiques dans une boucle de rétroaction.
Les forêts connaissent également une mortalité causée par une sécheresse [, où les déficits d'eau prolongés dépassent la capacité hydraulique des arbres, causant une dépérissement généralisée. La forêt tropicale amazonienne, souvent décrite comme les «poumons» de la planète, a souffert depuis 2005 d'au moins trois événements de sécheresse majeurs, tuant chacun des milliards d'arbres et poussant cet écosystème critique vers un point de basculement.
Écosystèmes d'eau douce et vie aquatique
Les hivers plus chauds réduisent l'accumulation de neige dans les chaînes de montagnes, ce qui diminue la disponibilité en eau en aval de l'été. Le bassin du fleuve Colorado, qui fournit de l'eau à environ 40 millions de personnes dans le sud-ouest des États-Unis et au Mexique, a connu une baisse de 20 % depuis 2000 en raison de la fonte des neiges et de l'évaporation accrue.
Les espèces d'eau froide comme la truite et le saumon sont particulièrement vulnérables; leur habitat convenable en Amérique du Nord devrait diminuer de 50 % d'ici la fin du siècle. Les changements dans les régimes d'écoulement perturbent également les cycles de frai et le transport des nutriments, ce qui affecte les réseaux alimentaires entiers d'eau douce.
Biodiversité et interactions entre espèces
Par exemple, de nombreux oiseaux migrateurs mettent leur arrivée dans les aires de reproduction en temps que leur abondance maximale d'insectes, ce qui assure une nourriture suffisante pour leurs poussins. Toutefois, si les indices de température changent en raison du réchauffement, les populations de proies peuvent atteindre leur maximum plus tôt ou plus tard que d'habitude. Une étude historique sur les grands seins (Parus major) en Europe a révélé que les proies de chenilles ont atteint leur maximum plus tôt en raison du réchauffement, mais les dates de ponte des oeufs n'ont pas changé de façon correspondante, ce qui a entraîné une réduction des taux de survie des poussins.
Les événements météorologiques extrêmes causent également la mortalité directe et le déplacement de la faune.Les feux de brousse catastrophiques de 2019 à 2020, alimentés par la chaleur record et la sécheresse prolongée, ont tué ou déplacé près de 3 milliards d'animaux, y compris des mammifères, des oiseaux et des reptiles. Les écosystèmes marins souffrent de la même façon; les vagues de chaleur marines déclenchent des événements de blanchiment des coraux qui dévastent les récifs partout dans le monde.
Stratégies d'adaptation pour l'agriculture
Pour renforcer la résilience face à la variabilité croissante des conditions météorologiques, il faut adopter une approche multiforme combinant innovation technologique, gestion écologique et cadres stratégiques d'appui.
Amélioration génétique et diversification des cultures
Le développement et le déploiement de variétés de cultures résistantes à la sécheresse, à la chaleur et aux inondations sont fondamentaux pour l'adaptation. Les progrès dans l'élevage assisté par des marqueurs et le génie génétique ont conduit à la création de cultivars tels que le maïs tolérant à la sécheresse (par exemple, le maïs efficace sur l'eau pour l'Afrique) et le riz tolérant à l'immersion (par exemple, le Swarna-Sub1), qui fonctionnent mieux dans des conditions de stress.
La diversification des cultures, y compris les cultures intercalaires et l'agroforesterie, propage le risque en réduisant la dépendance à l'égard d'une seule espèce vulnérable à des phénomènes météorologiques spécifiques. Par exemple, l'intégration des légumineuses aux céréales peut améliorer la fertilité du sol et fournir d'autres sources de revenus.
Innovations en matière de gestion de l'eau
Des technologies telles que l'irrigation par goutte à goutte et les capteurs d'humidité du sol optimisent l'utilisation de l'eau, réduisant la consommation de 30 à 50 % par rapport à l'irrigation traditionnelle par les inondations.
Dans les zones inondables, les lits surélevés, le regroupement des contours et l'amélioration des canaux de drainage empêchent l'engorgement et l'érosion des sols.Les agriculteurs comptent de plus en plus sur des avis agroclimatiques, qui utilisent les prévisions météorologiques pour planifier la plantation et la récolte autour de conditions favorables, pratique aujourd'hui répandue dans des régions comme l'Inde et l'Afrique subsaharienne.
Amélioration des systèmes de prévision et d'alerte rapide
Les progrès de la météorologie et de la télédétection permettent des prévisions météorologiques de 5 à 10 jours avec une précision raisonnable, que les agriculteurs peuvent utiliser pour prendre des décisions éclairées.Les plateformes telles que le programme ]FAO intègrent les données météorologiques dans les outils d'aide à la décision, aidant les agriculteurs à planifier des activités telles que l'application d'engrais et la lutte antiparasitaire.
Les indices de végétation dérivés de satellites comme l'IVDN (indice de végétation des différences normalisées) permettent de surveiller en temps quasi réel la santé des cultures, ce qui permet des interventions ciblées avant que le stress ne devienne irréversible.
Santé des sols et conservation Agriculture
Les sols sains riches en matière organique fonctionnent comme des éponges, absorbent les précipitations excessives et libèrent l'humidité pendant les périodes sèches.
Aux États-Unis, les agriculteurs qui adoptent des méthodes sans labour ont maintenu les rendements des cultures pendant les années de sécheresse de 15 à 20 % de mieux que ceux qui pratiquent le travail du sol conventionnel.
Adaptation écosystémique (EBA) pour les habitats naturels
La protection et la restauration des écosystèmes constituent l'une des approches les plus rentables pour tamponner les communautés et l'agriculture contre les phénomènes météorologiques extrêmes.
Restauration des forêts et gestion des incendies
Les efforts de reboisement axés sur les espèces résilientes au climat et présentant une tolérance à la sécheresse élevée rétablissent les fonctions des écosystèmes et les puits de carbone. Des initiatives comme le Bonn Challenge[, qui vise à restaurer 350 millions d'hectares de terres dégradées à l'échelle mondiale d'ici 2030, illustrent les efforts de restauration à grande échelle.
Zones humides et zones tampons riveraines
Les terres humides agissent comme des éponges naturelles qui ralentissent le ruissellement, rechargent les aquifères et filtrent les polluants. La protection et la restauration des zones humides et des zones tampons riveraines le long des rivières atténuent les pics d'inondation, piègent les sédiments et améliorent la qualité de l'eau.
Réseaux de migration assistée et de zones protégées
L'établissement de corridors écologiques qui relient les habitats à des gradients d'altitude et des latitudes facilite le mouvement des espèces et le flux génétique. La migration assistée – transplantant les espèces vers des zones climatiques convenables – est controversée mais de plus en plus considérée pour des espèces à haute valeur ou gravement menacées, comme l'arbre Torreya en Floride.
Le maintien d'une grande diversité génétique au sein des populations accroît la capacité d'adaptation aux changements environnementaux et est vital pour la survie à long terme des espèces.
Considérations politiques et économiques
Pour accroître les efforts d'adaptation, il faut coordonner les politiques, les incitations financières et la coopération internationale. Les gouvernements peuvent remanier les programmes d'assurance-récolte pour récompenser les pratiques de réduction des risques telles que la culture de couverture et le travail du sol de conservation, encourager les agriculteurs à adopter des stratégies résilientes.
L'intégration de l'évaluation des services écosystémiques dans la planification économique peut encourager les efforts de conservation et de restauration. Les systèmes de paiement des services écosystémiques (PSE) où les propriétaires fonciers reçoivent une compensation pour l'entretien des forêts ou des zones humides ont fait leurs preuves dans des régions comme le Costa Rica et la Chine.
En fin de compte, pour réussir l'adaptation, il faut une gouvernance à plusieurs niveaux associant agriculteurs, écologistes, décideurs et chercheurs.