Los cambios en el uso del suelo y la irrigación en el Cinturón de Maíz de Estados Unidos, junto con la influencia de las aguas subterráneas de la zona, han alterado de manera significativa los patrones de precipitación en esta importante región agrícola, según un nuevo estudio. La investigación, publicada en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias, se centra en el fenómeno de «reciclaje de precipitación», un proceso en el que la humedad liberada a la atmósfera por plantas, suelos y cuerpos de agua retorna a la misma área en forma de lluvia.
Utilizando técnicas avanzadas de modelado por ordenador, los científicos han determinado que la agricultura de la región, combinada con las aguas subterráneas superficiales, incrementa la relación de reciclaje de precipitación en casi un 30%. Este aumento representa un impulso significativo a las lluvias durante la temporada de crecimiento, lo que resulta de vital importancia para la producción agrícola en estas tierras.
Impacto del reciclaje de precipitación
El papel del reciclaje de precipitación varía de un mes a otro y de un año a otro. Según los hallazgos, alcanza su punto máximo en los meses de verano, coincidiendo con la maduración del maíz, y en aquellos años secos en los que llega poca humedad de otras regiones. «Esta investigación demuestra cómo las prácticas agrícolas pueden modificar el clima regional, con implicaciones para la seguridad alimentaria y del agua», afirmó Zhe Zhang, autor principal y científico del Centro Nacional de Investigación Atmosférica de la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU. «En una región agrícola como el Cinturón de Maíz, donde la lluvia es crítica, es fundamental que tanto los agricultores como los gestores de recursos hídricos comprendan de dónde proviene la lluvia».
Conocer más sobre la extensión del reciclaje de precipitación puede ayudar a mejorar las predicciones futuras de lluvias para el Cinturón de Maíz y proporcionar información útil para las estrategias de siembra y la asignación de recursos hídricos.
El Cinturón de Maíz se extiende a través de una docena de estados en el Medio Oeste y las Grandes Llanuras, desde Ohio en el este hasta Nebraska en el oeste. La superficie de esta región, que antes era una mezcla de praderas de hierba alta y bosques antes de la colonización europea, se caracteriza actualmente por cultivos con extensas prácticas de irrigación. Investigaciones anteriores han mostrado que la región se ha vuelto cada vez más húmeda, con un aumento en las precipitaciones. Sin embargo, Zhang y sus colaboradores querían cuantificar el impacto del reciclaje de precipitación.
Para ello, utilizaron el modelo de Investigación y Pronóstico Meteorológico (WRF), que puede simular la atmósfera con una alta resolución de cuatro kilómetros, y el modelo Noah-MP, que permite un análisis específico del sistema interactivo de aguas subterráneas, crecimiento de cultivos e irrigación. Mediante un algoritmo físicamente realista, los científicos pudieron rastrear el movimiento del vapor de agua en las simulaciones.
Los resultados mostraron que la relación de reciclaje de precipitación alcanzó el 18% gracias a la combinación de las aguas subterráneas superficiales que alimentan la humedad en la superficie, las plantas de maíz que liberan humedad a la atmósfera y la evaporación de los sistemas de irrigación. Sin estas características, el modelo indicaría que la relación sería solo del 14%, es decir, un 29% menos.
Los investigadores centraron sus simulaciones en tres años: 2010 (un año inusualmente húmedo), 2011 (precipitaciones promedio) y 2012 (un año seco). Los hallazgos indicaron que la fracción de precipitación reciclada fue mayor en 2012, cuando menos humedad provenía de otras regiones, como el Golfo de México. «Pudimos distinguir cómo diferentes procesos contribuyen a los cambios en la precipitación», comentó Zhang. «Dado que la agricultura depende de la lluvia, esta comprensión puede informar la gestión agrícola y mejorar el entendimiento sobre la disponibilidad de agua dulce».
Zhang y sus colaboradores planean investigaciones futuras para explorar cómo los cambios en la precipitación pueden afectar la productividad agrícola.
