La température moyenne mondiale a augmenté de 1,4 degrés Fahrenheit au cours des 100 dernières années. En revanche, la ceinture de maïs des États-Unis, l'une des régions les plus productives du monde sur le plan agricole, a connu une baisse des températures en été pendant la saison de croissance. Connu sous le nom de « trou de réchauffement des États-Unis », " ce phénomène de refroidissement anormal, qui s'est produit parallèlement à l'augmentation des précipitations, était responsable de l'augmentation des rendements du maïs de 5 à 10 pour cent par an, selon une étude menée par Dartmouth publiée dans Lettres de recherche environnementale . L'étude est l'une des premières à étudier les impacts du trou de réchauffement sur l'agriculture.

La plupart des augmentations de rendement du maïs au cours du 20e siècle ont résulté des progrès de la génétique des cultures, application accrue d'engrais et pratiques agricoles améliorées. "Si, toutefois, le trou de réchauffement américain n'avait pas existé, les rendements de maïs pour le comté moyen du centre des États-Unis auraient été inférieurs d'environ 10 % par an, " a expliqué l'auteur principal Trevor F. Partridge, un étudiant diplômé du département des sciences de la terre à Dartmouth. "Cet avantage d'un rendement de maïs supérieur de 10 % se traduit par une valeur supplémentaire d'environ 1,5 milliard de dollars par an. Nos résultats soulignent à quel point le centre des États-Unis a été relativement à l'abri des impacts du changement climatique, ", a-t-il ajouté. (le calcul de 1,5 milliard de dollars utilise les données historiques sur la valeur marchande de l'Iowa State University Extension and Outreach et les données sur la production de maïs aux États-Unis du département américain de l'Agriculture).

Pour examiner la relation entre les rendements du maïs et le climat, les chercheurs ont utilisé plus de 70 ans de données climatiques et de rendement historiques, algorithmes d'apprentissage automatique, et des modèles de cultures biophysiques pour simuler les rendements du maïs dans de multiples scénarios climatiques. Les scénarios comprenaient le climat historique avec le trou de réchauffement, où les températures ont chuté à la fin des années 1950 et les précipitations ont augmenté, et un scénario climatique contrefactuel où les changements de température et de précipitations associés au trou de réchauffement ont été supprimés.

Les chercheurs ont découvert que les températures plus froides associées au trou de réchauffement étaient responsables de la majeure partie de l'augmentation du rendement du maïs aux États-Unis - 62 % de l'augmentation de rendement simulée, tandis que, les précipitations estivales étaient responsables des 38 pour cent restants de l'augmentation de rendement simulée. Les températures plus basses ont permis au maïs de mûrir plus lentement. Le temps de maturation prolongé permet à plus de grains de s'accumuler sur un plant de maïs, augmentation des rendements. Les températures plus fraîches et l'augmentation des précipitations associées au trou de réchauffement signifiaient que le maïs était moins susceptible de subir un stress dû à la chaleur et à la sécheresse pendant le cycle de croissance, augmente également les rendements.

Les résultats ont démontré que le Dakota du Nord et le Dakota du Sud, et l'ouest du Minnesota a le plus bénéficié du trou de réchauffement des États-Unis, car les comtés de ces États présentaient des différences de rendement allant jusqu'à 24 % sur la base des simulations de l'étude. Pour le comté de Greene, Illinois, si le trou de réchauffement n'existait pas, le rendement du maïs aurait diminué en moyenne de 26 pour cent, et les températures maximales auraient augmenté en moyenne de 1,8 degrés Fahrenheit.

Les auteurs soulignent que le trou de réchauffement américain est une anomalie, l'un des deux endroits au monde qui ne s'est pas réchauffé de manière significative, et que les cinq dernières années (2014-2018) ont, moyenne mondiale, été les années les plus chaudes jamais enregistrées. Ces résultats ne doivent pas être interprétés à tort comme des preuves contre le consensus scientifique écrasant selon lequel le changement climatique est réel et causé par l'homme. Les projections climatiques suggèrent que d'ici le milieu du 21e siècle, les températures dans le centre des États-Unis augmenteront jusqu'à 4,1 degrés Fahrenheit, et les précipitations estivales peuvent diminuer d'environ 10 pour cent.

« L'augmentation du rendement dont la Corn Belt a bénéficié grâce aux effets du trou de réchauffement est susceptible de diminuer à l'avenir. Bien que cette région ait été une anomalie au cours du dernier demi-siècle, nous devons être préparés aux défis liés au changement climatique, " a déclaré le co-auteur Jonathan Winter, professeur adjoint de géographie et chercheur principal du groupe d'hydroclimatologie appliquée à Dartmouth.