• Energy Research

Tras la adopción del Acuerdo de París, ha habido un creciente interés en cuantificar los impactos a niveles discretos de aumento de la temperatura media global (GMT), como 1,5 °C y 2 °C por encima de los niveles preindustriales. Las consecuencias de las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero en la productividad agrícola tienen una relevancia directa e inmediata para las sociedades humanas. Los rendimientos futuros de los cultivos se verán afectados por el cambio climático antropogénico, así como por los efectos directos de las emisiones, como la fertilización con CO2. Al mismo tiempo, la sensibilidad climática a las emisiones futuras es incierta. Aquí investigamos la sensibilidad de las proyecciones futuras de rendimiento de cultivos con un conjunto de modelos de cultivos cuadriculados globales para cuatro cultivos básicos principales a 1,5 ° C y 2 ° C de calentamiento por encima de los niveles preindustriales, así como a diferentes niveles de CO2 determinados por probabilidades similares de conducir a 1,5 ° C y 2 ° C, utilizando datos de forzamiento climático del proyecto Calentamiento adicional, pronóstico e impactos proyectados de medio grado. Para el mismo forzamiento de CO2, encontramos efectos negativos consistentes de medio grado de calentamiento en la productividad en la mayoría de las regiones del mundo. El aumento de las concentraciones de CO2 en consonancia con estos niveles de calentamiento tiene efectos potencialmente más fuertes pero altamente inciertos que los incrementos de calentamiento de 0,5 °C. El calentamiento de medio grado también conducirá a rendimientos más bajos y extremos, en particular en las regiones tropicales. Nuestros resultados indican que el cambio GMT por sí solo es insuficiente para determinar los impactos futuros en la productividad de los cultivos. À la suite de l'adoption de l'Accord de Paris, il y a eu un intérêt croissant pour la quantification des impacts à des niveaux discrets d'augmentation de la température moyenne mondiale (GMT) tels que 1,5 °C et 2 °C par rapport aux niveaux préindustriels. Les conséquences des émissions anthropiques de gaz à effet de serre sur la productivité agricole ont une pertinence directe et immédiate pour les sociétés humaines. Les rendements agricoles futurs seront affectés par le changement climatique anthropique ainsi que par les effets directs des émissions telles que la fertilisation au CO2. Dans le même temps, la sensibilité du climat aux émissions futures est incertaine. Ici, nous étudions la sensibilité des projections de rendement des cultures futures avec un ensemble de modèles de cultures maillées mondiales pour quatre grandes cultures de base à un réchauffement de 1,5 °C et 2 °C au-dessus des niveaux préindustriels, ainsi qu'à différents niveaux de CO2 déterminés par des probabilités similaires de conduire à 1,5 °C et 2 °C, en utilisant les données de forçage climatique du projet de réchauffement supplémentaire d'un demi-degré, de pronostic et d'impacts projetés. Pour le même forçage au CO2, nous constatons des effets négatifs constants d'un réchauffement d'un demi-degré sur la productivité dans la plupart des régions du monde. L'augmentation des concentrations de CO2 compatible avec ces niveaux de réchauffement a des effets potentiellement plus forts mais très incertains que les incréments de réchauffement de 0,5 °C. Un réchauffement d'un demi-degré entraînera également des rendements plus faibles, en particulier dans les régions tropicales. Nos résultats indiquent que le changement de GMT à lui seul est insuffisant pour déterminer les impacts futurs sur la productivité des cultures. Following the adoption of the Paris Agreement, there has been an increasing interest in quantifying impacts at discrete levels of global mean temperature (GMT) increase such as 1.5 °C and 2 °C above pre-industrial levels. Consequences of anthropogenic greenhouse gas emissions on agricultural productivity have direct and immediate relevance for human societies. Future crop yields will be affected by anthropogenic climate change as well as direct effects of emissions such as CO2 fertilization. At the same time, the climate sensitivity to future emissions is uncertain. Here we investigate the sensitivity of future crop yield projections with a set of global gridded crop models for four major staple crops at 1.5 °C and 2 °C warming above pre-industrial levels, as well as at different CO2 levels determined by similar probabilities to lead to 1.5 °C and 2 °C, using climate forcing data from the Half a degree Additional warming, Prognosis and Projected Impacts project. For the same CO2 forcing, we find consistent negative effects of half a degree warming on productivity in most world regions. Increasing CO2 concentrations consistent with these warming levels have potentially stronger but highly uncertain effects than 0.5 °C warming increments. Half a degree warming will also lead to more extreme low yields, in particular over tropical regions. Our results indicate that GMT change alone is insufficient to determine future impacts on crop productivity. بعد اعتماد اتفاقية باريس، كان هناك اهتمام متزايد بالقياس الكمي للتأثيرات عند مستويات منفصلة من زيادة متوسط درجة الحرارة العالمية (GMT) مثل 1.5 درجة مئوية و 2 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الصناعة. إن عواقب انبعاثات غازات الدفيئة البشرية المنشأ على الإنتاجية الزراعية لها صلة مباشرة وفورية بالمجتمعات البشرية. ستتأثر غلات المحاصيل المستقبلية بتغير المناخ البشري المنشأ بالإضافة إلى الآثار المباشرة للانبعاثات مثل تسميد ثاني أكسيد الكربون. وفي الوقت نفسه، فإن حساسية المناخ للانبعاثات المستقبلية غير مؤكدة. هنا نحقق في حساسية توقعات غلة المحاصيل المستقبلية من خلال مجموعة من نماذج المحاصيل الشبكية العالمية لأربعة محاصيل رئيسية عند 1.5 درجة مئوية ودرجة حرارة 2 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الصناعة، وكذلك عند مستويات مختلفة من ثاني أكسيد الكربون تحددها احتمالات مماثلة تؤدي إلى 1.5 درجة مئوية و 2 درجة مئوية، باستخدام بيانات التأثير المناخي من مشروع نصف درجة إضافية من الاحترار والتنبؤ والآثار المتوقعة. بالنسبة لنفس التأثير على ثاني أكسيد الكربون، نجد آثارًا سلبية ثابتة لنصف درجة الاحترار على الإنتاجية في معظم مناطق العالم. من المحتمل أن يكون لزيادة تركيزات ثاني أكسيد الكربون المتسقة مع مستويات الاحترار هذه تأثيرات أقوى ولكنها غير مؤكدة إلى حد كبير من الزيادات في الاحترار بمقدار 0.5 درجة مئوية. كما سيؤدي ارتفاع درجة الحرارة بمقدار نصف درجة إلى زيادة الغلة المنخفضة للغاية، لا سيما في المناطق المدارية. تشير نتائجنا إلى أن تغيير توقيت جرينتش وحده غير كافٍ لتحديد التأثيرات المستقبلية على إنتاجية المحاصيل.

Pour réduire les risques du changement climatique, les gouvernements ont convenu dans l'Accord de Paris de limiter l'augmentation de la température mondiale à moins de 2,0 °C par rapport aux niveaux préindustriels, avec l'ambition de maintenir le réchauffement à 1,5 °C. La cartographie des réponses d'atténuation appropriées nécessite des informations sur les coûts d'atténuation par rapport aux dommages associés pour les deux niveaux de réchauffement. Dans cette évaluation, une considération critique est l'impact sur les rendements des cultures et la variabilité des rendements dans les régions actuellement confrontées à l'insécurité alimentaire. La présente étude a évalué les impacts de 1,5 °C par rapport à 2,0 °C sur les rendements du maïs, du millet perlé et du sorgho dans la savane soudanaise d'Afrique de l'Ouest en utilisant deux modèles de culture qui ont été calibrés avec des variétés communes issues d'expériences dans la région, la gestion reflétant une gamme de fenêtres de semis typiques. Comme l'intensification durable est encouragée dans la région pour améliorer la sécurité alimentaire, des simulations ont été menées à la fois pour l'utilisation actuelle d'engrais et pour un cas d'intensification (fertilité non limitative). Avec l'utilisation actuelle d'engrais, les résultats ont indiqué des pertes plus élevées de 2 % pour le maïs et le sorgho avec 2,0 °C par rapport au réchauffement de 1,5 °C, sans changement dans les rendements en mil pour aucun des scénarios. Dans le cas de l'intensification, les pertes de rendement dues au changement climatique étaient plus importantes qu'avec les niveaux actuels d'engrais. Cependant, malgré les pertes plus importantes, les rendements ont toujours été deux à trois fois plus élevés avec l'intensification, quel que soit le scénario de réchauffement. Bien que la variabilité du rendement ait augmenté avec l'intensification, il n'y avait aucune interaction avec le scénario de réchauffement. Une analyse des risques et du marché est nécessaire pour étendre ces résultats afin de comprendre les implications pour la sécurité alimentaire. Para reducir los riesgos del cambio climático, los gobiernos acordaron en el Acuerdo de París limitar el aumento de la temperatura global a menos de 2,0 °C por encima de los niveles preindustriales, con la ambición de mantener el calentamiento a 1,5 °C. El trazado de las respuestas de mitigación apropiadas requiere información sobre los costos de la mitigación frente a los daños asociados para los dos niveles de calentamiento. En esta evaluación, una consideración crítica es el impacto en los rendimientos de los cultivos y la variabilidad del rendimiento en las regiones actualmente desafiadas por la inseguridad alimentaria. El estudio actual evaluó los impactos de 1,5 °C frente a 2,0 °C en los rendimientos de maíz, mijo perla y sorgo en la sabana de Sudán de África Occidental utilizando dos modelos de cultivo que se calibraron con variedades comunes de experimentos en la región con un manejo que refleja una gama de ventanas de siembra típicas. A medida que se promueve la intensificación sostenible en la región para mejorar la seguridad alimentaria, se realizaron simulaciones tanto para el uso actual de fertilizantes como para un caso de intensificación (fertilidad no limitante). Con el uso actual de fertilizantes, los resultados indicaron pérdidas un 2% mayores para el maíz y el sorgo con 2,0 °C en comparación con el calentamiento de 1,5 °C, sin cambios en los rendimientos de mijo para ninguno de los dos escenarios. En el caso de la intensificación, las pérdidas de rendimiento debido al cambio climático fueron mayores que con los niveles actuales de fertilizantes. Sin embargo, a pesar de las mayores pérdidas, los rendimientos siempre fueron de dos a tres veces más altos con la intensificación, independientemente del escenario de calentamiento. Aunque la variabilidad del rendimiento aumentó con la intensificación, no hubo interacción con el escenario de calentamiento. Se necesitan análisis de riesgos y de mercado para ampliar estos resultados y comprender las implicaciones para la seguridad alimentaria. To reduce the risks of climate change, governments agreed in the Paris Agreement to limit global temperature rise to less than 2.0 °C above pre-industrial levels, with the ambition to keep warming to 1.5 °C. Charting appropriate mitigation responses requires information on the costs of mitigating versus associated damages for the two levels of warming. In this assessment, a critical consideration is the impact on crop yields and yield variability in regions currently challenged by food insecurity. The current study assessed impacts of 1.5 °C versus 2.0 °C on yields of maize, pearl millet and sorghum in the West African Sudan Savanna using two crop models that were calibrated with common varieties from experiments in the region with management reflecting a range of typical sowing windows. As sustainable intensification is promoted in the region for improving food security, simulations were conducted for both current fertilizer use and for an intensification case (fertility not limiting). With current fertilizer use, results indicated 2% units higher losses for maize and sorghum with 2.0 °C compared to 1.5 °C warming, with no change in millet yields for either scenario. In the intensification case, yield losses due to climate change were larger than with current fertilizer levels. However, despite the larger losses, yields were always two to three times higher with intensification, irrespective of the warming scenario. Though yield variability increased with intensification, there was no interaction with warming scenario. Risk and market analysis are needed to extend these results to understand implications for food security. للحد من مخاطر تغير المناخ، اتفقت الحكومات في اتفاقية باريس على الحد من ارتفاع درجة الحرارة العالمية إلى أقل من 2.0 درجة مئوية فوق مستويات ما قبل الصناعة، مع طموح للحفاظ على ارتفاع درجة الحرارة إلى 1.5 درجة مئوية. يتطلب رسم استجابات التخفيف المناسبة معلومات عن تكاليف التخفيف مقابل الأضرار المرتبطة بمستويي الاحترار. في هذا التقييم، يتمثل أحد الاعتبارات الهامة في التأثير على غلة المحاصيل وتقلب الغلة في المناطق التي تواجه حاليًا انعدام الأمن الغذائي. قيمت الدراسة الحالية تأثيرات 1.5 درجة مئوية مقابل 2.0 درجة مئوية على غلة الذرة والدخن اللؤلؤي والذرة الرفيعة في سافانا غرب إفريقيا باستخدام نموذجين للمحاصيل تمت معايرتهما بأصناف شائعة من التجارب في المنطقة مع الإدارة التي تعكس مجموعة من نوافذ البذر النموذجية. ومع تعزيز التكثيف المستدام في المنطقة لتحسين الأمن الغذائي، أجريت عمليات محاكاة لكل من الاستخدام الحالي للأسمدة وحالة التكثيف (الخصوبة غير محدودة). مع استخدام الأسمدة الحالي، أشارت النتائج إلى خسائر أعلى بنسبة 2 ٪ للذرة والذرة الرفيعة مع 2.0 درجة مئوية مقارنة بالاحترار 1.5 درجة مئوية، مع عدم وجود تغيير في غلة الدخن لأي من السيناريوهين. في حالة التكثيف، كانت خسائر الغلة بسبب تغير المناخ أكبر من مستويات الأسمدة الحالية. ومع ذلك، على الرغم من الخسائر الأكبر، كانت الغلة دائمًا أعلى مرتين إلى ثلاث مرات مع التكثيف، بغض النظر عن سيناريو الاحترار. على الرغم من زيادة تقلب المحصول مع التكثيف، لم يكن هناك تفاعل مع سيناريو الاحترار. هناك حاجة إلى تحليل المخاطر والسوق لتوسيع نطاق هذه النتائج لفهم الآثار المترتبة على الأمن الغذائي.

Climate change has emerged as a growing threat to the European economy, whose economic losses are relevant for global growth. Rising temperatures and worsening extreme events are expected to affect climate-vulnerable sectors. Due to the economic integration within the European Union (EU), these impacts will likely have spillover effects and feedback loops to and from other regions. This study uses spatial econometrics to account for the interdependencies between the subnational EU regions to estimate the future impacts of changes in temperature on sectoral labour productivity under the Paris Agreement. The study confirms the presence of spatial spillover effects of climate change, and finds that observations at the economy-wide level of a non-linear, concave and single-peaked relationship between temperature and productivity do not always hold true at the sectoral level.

To support implementation of the Paris Agreement, the new HAPPI ensemble of 20 bias-corrected simulations of four climate models was used to drive two global hydrological models, WaterGAP and LPJmL, for assessing freshwater-related hazards and risks in worlds approximately 1.5 °C and 2 °C warmer than pre-industrial. Quasi-stationary HAPPI simulations are better suited than transient CMIP-like simulations for assessing hazards at the two targeted long-term global warming (GW) levels. We analyzed seven hydrological hazard indicators that characterize freshwater-related hazards for humans, freshwater biota and vegetation. Using a strict definition for significant differences, we identified for all but one indicator that areas with either significantly wetter or drier conditions (calculated as percent changes from 2006–2015) are smaller in the 1.5 °C world. For example, 7 day high flow is projected to increase significantly on 11% and 21% of the global land area at 1.5 °C and 2 °C, respectively. However, differences between hydrological hazards at the two GW levels are significant on less than 12% of the area. GW affects a larger area and more people by increases—rather than by decreases—of mean annual and 1-in-10 dry year streamflow, 7 day high flow, and groundwater recharge. The opposite is true for 7 day low flow, maximum snow storage, and soil moisture in the driest month of the growing period. Mean annual streamflow shows the lowest projected percent changes of all indicators. Among country groups, low income countries and lower middle income countries are most affected by decreased low flows and increased high flows, respectively, while high income countries are least affected by such changes. The incremental impact between 1.5 °C and 2 °C on high flows would be felt most by low income and lower middle income countries, the effect on soil moisture and low flows most by high income countries.

Abstract In March 2022, large parts over the north Indian plains including the breadbasket region, and southern Pakistan began experiencing prolonged heat, which continued into May. The event was exacerbated due to prevailing dry conditions in the region, resulting in devastating consequences for public health and agriculture. Using event attribution methods, we analyse the role of human-induced climate change in altering the chances of such an event. To capture the extent of the impacts, we choose March–April average of daily maximum temperature over the most affected region in India and Pakistan as the variable. In observations, the 2022 event has a return period of ∼1-in-100 years. For each of the climate models, we then calculate the change in probability and intensity of a 1-in-100 year event between the actual and counterfactual worlds for quantifying the role of climate change. We estimate that human-caused climate change made this heatwave about 1 °C hotter and 30 times more likely in the current, 2022 climate, as compared to the 1.2 °C cooler, pre-industrial climate. Under a future global warming of 2 °C above pre-industrial levels, heatwaves like this are expected to become even more common (2–20 times more likely) and hotter (by 0 °C–1.5 °C) compared to now. Stronger and frequent heat waves in the future will impact vulnerable groups as conditions in some regions exceed limits for human survivability. Therefore, mitigation is essential for avoiding loss of lives and livelihood. Heat Action Plans have proved effective to help reduce heat-related mortality in both countries.