Les agriculteurs de certaines régions de l'ouest des États-Unis qui dépendent de la fonte des neiges pour irriguer leurs cultures seront parmi les plus durement touchés au monde par le changement climatique, révèle une nouvelle étude.

Dans un article publié aujourd'hui dans Nature Changement Climatique , une équipe interdisciplinaire de chercheurs a analysé la demande mensuelle en eau d'irrigation ainsi que le ruissellement de la fonte des neiges dans les bassins mondiaux de 1985 à 2015. L'objectif était de déterminer où l'agriculture irriguée dépendait du ruissellement de la fonte des neiges dans le passé et comment cela pourrait changer avec le réchauffement climatique.

Ils ont ensuite projeté des changements dans la fonte des neiges et le ruissellement des précipitations si la Terre se réchauffe de 2 ou 4 degrés Celsius (environ 3 ½ ou 7 degrés Fahrenheit), ce qui mettra potentiellement en danger les bassins dépendants de la neige.

Les résultats ont identifié les bassins globalement les plus à risque de ne pas avoir suffisamment d'eau disponible aux bons moments pour l'irrigation en raison des changements dans les modèles de fonte des neiges. Deux de ces zones à haut risque sont les bassins fluviaux de San Joaquin et du Colorado dans l'ouest des États-Unis.

« Dans de nombreuses régions du monde, l'agriculture dépend du ruissellement de la fonte des neiges qui se produit à certains moments et à certaines ampleurs, " dit Yue Qin, professeur adjoint de géographie et professeur principal du Sustainability Institute de l'Ohio State University.

"Mais le changement climatique va provoquer moins de neige et une fonte précoce dans certains bassins, ce qui pourrait avoir des effets profonds sur la production alimentaire.

Qin, auteur principal de l'étude, conçu la recherche avec Nathaniel Mueller, professeur assistant à la Colorado State University, et Steven Davis, professeur agrégé à l'Université de Californie, Irvine.

Dans le scénario de réchauffement de 4 degrés Celsius, les chercheurs prévoient que la part de la demande en eau d'irrigation satisfaite par la fonte des neiges dans le bassin de San Joaquin diminue de 33 pour cent à 18 pour cent. Dans le bassin du Colorado, la part de la demande en eau satisfaite par la fonte des neiges passe de 38 pour cent à 23 pour cent.

D'autres bassins dans lesquels l'agriculture est particulièrement menacée en raison des modifications de la fonte des neiges sont situés dans le sud de l'Europe, l'ouest de la Chine et l'Asie centrale.

En fonction de l'ampleur et du moment, le ruissellement des précipitations peut être en mesure de compenser les baisses du ruissellement de la fonte des neiges pour répondre à la demande en eau d'irrigation, mais seulement pour certains bassins, les chercheurs ont calculé.

« Dans de nombreux bassins, les changements futurs des précipitations ne compensent pas la fonte des neiges perdue pendant les saisons de croissance des cultures, ", a déclaré Mueller.

Le San Joaquin, par exemple, est un bassin où l'augmentation du ruissellement des précipitations ne pourra pas compenser le déclin de la fonte des neiges lorsque l'irrigation est le plus nécessaire.

Les chercheurs ont évalué la disponibilité potentielle du stockage du réservoir et des eaux souterraines pour aider à satisfaire le besoin d'irrigation supplémentaire créé par une fonte des neiges moindre et une fonte précoce. Dans certains bassins, ces exigences supplémentaires poseraient de grands défis pour tenter de compenser l'évolution des modèles de fonte des neiges.

« Les demandes d'irrigation non satisfaites par les précipitations ou la fonte des neiges représentent actuellement déjà plus de 40 % du stockage d'eau des réservoirs dans de nombreux bassins asiatiques et nord-américains, ", a déclaré Davis.

"Et dans un monde qui se réchauffe, l'agriculture ne sera pas la seule demande supplémentaire sur les réservoirs et autres sources d'approvisionnement en eau alternatives comme les eaux souterraines. »

Dans le bassin de San Joaquin, les résultats suggèrent que 14 pour cent de la demande en eau d'irrigation doit être satisfaite par de nouvelles sources alternatives dans un scénario de réchauffement de 4 degrés Celsius. Dans le bassin du Colorado, le chiffre serait de 9 pour cent.

L'étude a également examiné quelles cultures dans le monde étaient les plus menacées en raison des changements de fonte des neiges résultant du changement climatique. Les résultats ont montré que le riz et le coton dans l'hémisphère nord l'été, ou blé et prairies aménagées au printemps, étaient particulièrement dépendantes de la neige.

Pour l'étude, les chercheurs ont utilisé des données sur les précipitations mensuelles et le ruissellement de la fonte des neiges dans le monde de 1985 à 2015 à partir d'un ensemble de données appelé TerraClimate. Ils ont ensuite calculé la consommation mensuelle d'eau d'irrigation pour une variété de cultures.

En comparant le ruissellement historique et la consommation totale d'eau de surface, ils ont estimé la consommation mensuelle de neige fondue et de ruissellement ainsi que la demande de sources d'eau alternatives dans chaque grand bassin fluvial.

Ils ont ensuite utilisé des modèles climatiques pour projeter la fonte des neiges et le ruissellement des précipitations dans chaque bassin si les températures moyennes mondiales augmentent de 2 ou 4 degrés Celsius au-dessus des conditions préindustrielles.

Qin a déclaré que les résultats de l'étude pourraient être utilisés pour hiérarchiser et informer les méthodes afin de minimiser l'impact de l'évolution de la fonte des neiges sur l'approvisionnement en eau pour l'agriculture. Dans certains cas, les décideurs devront peut-être envisager un pompage supplémentaire des eaux souterraines et le développement de réservoirs.

Il faudra peut-être aussi imposer des limites à la demande en eau, comme en augmentant la productivité de l'eau des cultures, a noté Qin.

« Nous devons trouver des moyens d'aider les bassins qui auront le plus besoin de s'adapter aux changements à venir, " elle a dit.