De wereldwijde gemiddelde temperatuur is de afgelopen 100 jaar met 1,4 graden Fahrenheit gestegen. In tegenstelling tot, de Corn Belt van de VS, een van de meest landbouwproductieve regio's ter wereld, heeft een daling van de temperatuur in de zomer tijdens het groeiseizoen ervaren. Bekend als het "Amerikaanse opwarmingsgat, " dit abnormale afkoelingsfenomeen, die samenviel met toenemende regenval, was verantwoordelijk voor het verhogen van de maïsopbrengst met 5 tot 10 procent per jaar, volgens een door Dartmouth geleide studie gepubliceerd in Brieven voor milieuonderzoek . De studie is een van de eerste die de effecten van het opwarmingsgat op de landbouw onderzoekt.

De meeste stijgingen van de maïsopbrengst in de 20e eeuw zijn het gevolg van verbeteringen in de gewasgenetica, verhoogde bemesting en verbeterde landbouwpraktijken. "Als echter het Amerikaanse opwarmingsgat had niet bestaan, de maïsopbrengst voor de gemiddelde provincie in de centrale VS zou ongeveer 10 procent lager per jaar zijn geweest, " verklaarde hoofdauteur Trevor F. Partridge, een afgestudeerde student in de afdeling aardwetenschappen in Dartmouth. "Dit voordeel van een 10 procent hogere maïsopbrengst vertaalt zich in ongeveer $ 1,5 miljard per jaar aan toegevoegde waarde. Onze resultaten onderstrepen hoe de centrale VS relatief beschut zijn tegen de gevolgen van klimaatverandering, " voegde hij eraan toe. De berekening van $ 1,5 miljard maakt gebruik van historische marktwaardegegevens van Iowa State University Extension and Outreach en Amerikaanse maïsproductiegegevens van het Amerikaanse ministerie van landbouw).

Om de relatie tussen maïsopbrengst en klimaat te onderzoeken, de onderzoekers gebruikten meer dan 70 jaar historische klimaat- en opbrengstgegevens, machine learning-algoritmen, en biofysische gewasmodellen om maïsopbrengsten te simuleren onder meerdere klimaatscenario's. De scenario's omvatten historisch klimaat met het opwarmingsgat, waar de temperaturen eind jaren vijftig daalden en de regenval toenam, en een contrafeitelijk klimaatscenario waarbij temperatuur- en regenvalveranderingen in verband met het opwarmingsgat werden verwijderd.

De onderzoekers ontdekten dat koelere temperaturen in verband met het opwarmingsgat verantwoordelijk waren voor het grootste deel van de verhoogde Amerikaanse maïsopbrengst - 62 procent van de gesimuleerde opbrengstverhoging, terwijl, zomerneerslag was verantwoordelijk voor de overige 38 procent van de gesimuleerde opbrengstverhoging. Door de lagere temperaturen kon maïs langzamer rijpen. Een langere rijpingstijd zorgt ervoor dat meer graan zich kan ophopen op een maïsplant, opbrengst verhogen. De koelere temperaturen en de toegenomen regenval in verband met het opwarmingsgat zorgden ervoor dat maïs tijdens de groeicyclus minder snel last had van hitte- en droogtestress. ook de opbrengst verhogen.

De bevindingen toonden aan dat North Dakota en South Dakota, en het westen van Minnesota profiteerden het meest van het opwarmingsgat in de VS, aangezien provincies in deze staten opbrengstverschillen tot 24 procent hadden op basis van de simulaties van de studie. Voor Greene County, Illinois, als het verwarmingsgat niet bestond, de maïsopbrengst zou met gemiddeld 26 procent zijn gedaald, en de maximumtemperaturen zouden met gemiddeld 1,8 graden Fahrenheit zijn gestegen.

De auteurs benadrukken dat het opwarmingsgat in de VS een anomalie is, een van de twee plaatsen in de wereld die niet significant is opgewarmd, en dat de afgelopen vijf jaar (2014-2018) wereldwijd gemiddeld, waren de warmste jaren ooit. Deze bevindingen mogen niet verkeerd worden geïnterpreteerd als bewijs tegen de overweldigende wetenschappelijke consensus dat klimaatverandering echt is en wordt veroorzaakt door mensen. Klimaatprojecties suggereren dat tegen het midden van de 21e eeuw, temperaturen in de centrale VS zullen stijgen tot 4,1 graden Fahrenheit, en de zomerneerslag kan met ongeveer 10 procent afnemen.

"De toename van de opbrengst die de Corn Belt heeft genoten door de effecten van het opwarmende gat zal in de toekomst waarschijnlijk afnemen. Hoewel deze regio de afgelopen halve eeuw een anomalie is geweest, we moeten voorbereid zijn op de uitdagingen in verband met klimaatverandering, " zei co-auteur Jonathan Winter, een assistent-professor geografie en hoofdonderzoeker van de Applied Hydroclimatology Group in Dartmouth.