Published April 2, 2019 | Version v1
Publication Open

Vulnerability of sorghum production to extreme, sub-seasonal weather under climate change

Creators

  • 1. University of Wisconsin–Madison
  • 2. Johns Hopkins University
  • 3. Debre Markos University
  • 4. Addis Ababa University

Description

In the tropics, extreme weather associated with global climate teleconnections can have an outsized impact on food security. In Ethiopia, the El Niño Southern Oscillation (ENSO) is frequently linked to drought-induced food insecurity. Many projections hold that El Niño events will become more frequent or more intense under climate change, suggesting that El Niño associated droughts may become more destructive. Agricultural vulnerability to extremes under climate change, however, is a function of exposure, sensitivity, and adaptive capacity. Sensitivity, in this context, can depend on sub-seasonal distribution of rainfall. This paper investigates crop sensitivity to sub-seasonal rainfall variability under climate change in a food insecure area of the Ethiopian highlands through analysis of process-oriented crop model results for the years 1981–2100 driven by 14 GCMs chosen for the ability to represent ENSO and rainfall characteristics of the study area. Further, adaptive capacity in the region is investigated with in-depth interviews and focus groups concerning the 2015 strong El Niño event. Crop model results for sorghum highlight that exposure and sensitivity to sub-seasonal extremes of low rainfall can diverge significantly from sorghum's response to seasonal drought. Even though climate change will bring generally warmer and wetter seasons to the study area, there is an increased occurrence of sub-seasonal failure of rains early in the rainy season which will likely have negative impacts on sorghum yield. In-depth interviews show that biophysical constraints significantly reduce farmer adaptive capacity to this type of sub-seasonal extreme. This work highlights the need to consider sub-seasonal weather when assessing climate change threats to agriculture, particularly for subsistence farmers in the developing world.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في المناطق المدارية، يمكن أن يكون للطقس القاسي المرتبط باتصالات المناخ العالمي تأثير كبير على الأمن الغذائي. في إثيوبيا، غالبًا ما يرتبط التذبذب الجنوبي لظاهرة النينيو (ENSO) بانعدام الأمن الغذائي الناجم عن الجفاف. تشير العديد من التوقعات إلى أن أحداث النينيو ستصبح أكثر تواترًا أو أكثر كثافة في ظل تغير المناخ، مما يشير إلى أن موجات الجفاف المرتبطة بالنينيو قد تصبح أكثر تدميرًا. ومع ذلك، فإن التعرض الزراعي للتطرف في ظل تغير المناخ يعتمد على التعرض والحساسية والقدرة على التكيف. يمكن أن تعتمد الحساسية، في هذا السياق، على التوزيع دون الموسمي لهطول الأمطار. تبحث هذه الورقة في حساسية المحاصيل لتقلبات هطول الأمطار دون الموسمية في ظل تغير المناخ في منطقة غير آمنة غذائياً في المرتفعات الإثيوبية من خلال تحليل نتائج نموذج المحاصيل الموجهة نحو العمليات للسنوات 1981-2100 مدفوعة بـ 14 نموذجًا عالميًا تم اختيارها للقدرة على تمثيل ENSO وخصائص هطول الأمطار في منطقة الدراسة. علاوة على ذلك، يتم التحقيق في القدرة على التكيف في المنطقة من خلال مقابلات متعمقة ومجموعات تركيز بشأن حدث النينيو القوي لعام 2015. تسلط نتائج نموذج المحاصيل للذرة الرفيعة الضوء على أن التعرض والحساسية لأقصى درجات هطول الأمطار شبه الموسمية يمكن أن يختلف بشكل كبير عن استجابة الذرة الرفيعة للجفاف الموسمي. على الرغم من أن تغير المناخ سيجلب مواسم أكثر دفئًا ورطوبة بشكل عام إلى منطقة الدراسة، إلا أن هناك زيادة في حدوث فشل شبه موسمي للأمطار في وقت مبكر من موسم الأمطار والذي من المحتمل أن يكون له آثار سلبية على محصول الذرة الرفيعة. تظهر المقابلات المتعمقة أن القيود الفيزيائية الحيوية تقلل بشكل كبير من قدرة المزارعين على التكيف مع هذا النوع من التطرف دون الموسمي. يسلط هذا العمل الضوء على الحاجة إلى مراعاة الطقس دون الموسمي عند تقييم تهديدات تغير المناخ للزراعة، لا سيما بالنسبة لمزارعي الكفاف في العالم النامي.

Translated Description (French)

Sous les tropiques, les conditions météorologiques extrêmes associées aux téléconnexions climatiques mondiales peuvent avoir un impact démesuré sur la sécurité alimentaire. En Éthiopie, l'oscillation australe El Niño (ENSO) est souvent liée à l'insécurité alimentaire induite par la sécheresse. De nombreuses projections soutiennent que les événements El Niño deviendront plus fréquents ou plus intenses sous l'effet du changement climatique, ce qui suggère que les sécheresses associées à El Niño pourraient devenir plus destructrices. Cependant, la vulnérabilité de l'agriculture aux extrêmes du changement climatique est fonction de l'exposition, de la sensibilité et de la capacité d'adaptation. La sensibilité, dans ce contexte, peut dépendre de la répartition sous-saisonnière des précipitations. Cet article étudie la sensibilité des cultures à la variabilité des précipitations sub-saisonnières dans le cadre du changement climatique dans une zone d'insécurité alimentaire des hautes terres éthiopiennes à travers l'analyse des résultats des modèles de cultures orientés processus pour les années 1981–2100, guidés par 14 mcg choisis pour leur capacité à représenter les caractéristiques ENSO et pluviométriques de la zone d'étude. En outre, la capacité d'adaptation dans la région est étudiée avec des entretiens approfondis et des groupes de discussion concernant l'événement El Niño fort de 2015. Les résultats du modèle de culture pour le sorgho soulignent que l'exposition et la sensibilité aux extrêmes sub-saisonniers de faibles précipitations peuvent diverger considérablement de la réponse du sorgho à la sécheresse saisonnière. Même si le changement climatique apportera généralement des saisons plus chaudes et plus humides dans la zone d'étude, il y a une augmentation de la fréquence des échecs sub-saisonniers des pluies au début de la saison des pluies, ce qui aura probablement des impacts négatifs sur le rendement du sorgho. Des entretiens approfondis montrent que les contraintes biophysiques réduisent considérablement la capacité d'adaptation des agriculteurs à ce type d'extrême sous-saisonnier. Ce travail souligne la nécessité de prendre en compte les conditions météorologiques sub-saisonnières lors de l'évaluation des menaces du changement climatique pour l'agriculture, en particulier pour les agriculteurs de subsistance dans les pays en développement.

Translated Description (Spanish)

En los trópicos, el clima extremo asociado con las teleconexiones climáticas globales puede tener un impacto desproporcionado en la seguridad alimentaria. En Etiopía, la Oscilación Austral de El Niño (Enos) está frecuentemente vinculada a la inseguridad alimentaria inducida por la sequía. Muchas proyecciones sostienen que los eventos de El Niño se volverán más frecuentes o más intensos bajo el cambio climático, lo que sugiere que las sequías asociadas a El Niño pueden volverse más destructivas. Sin embargo, la vulnerabilidad agrícola a los extremos bajo el cambio climático es una función de la exposición, la sensibilidad y la capacidad de adaptación. La sensibilidad, en este contexto, puede depender de la distribución subestacional de las precipitaciones. Este documento investiga la sensibilidad de los cultivos a la variabilidad de las precipitaciones subestacionales bajo el cambio climático en un área de inseguridad alimentaria de las tierras altas de Etiopía a través del análisis de los resultados de los modelos de cultivos orientados al proceso para los años 1981-2100 impulsados por 14 GCM elegidos por la capacidad de representar las características de Enos y las precipitaciones del área de estudio. Además, la capacidad de adaptación en la región se investiga con entrevistas en profundidad y grupos focales sobre el fuerte evento de El Niño de 2015. Los resultados del modelo de cultivo para el sorgo destacan que la exposición y la sensibilidad a los extremos subestacionales de bajas precipitaciones pueden diferir significativamente de la respuesta del sorgo a la sequía estacional. A pesar de que el cambio climático traerá estaciones generalmente más cálidas y húmedas al área de estudio, hay una mayor incidencia de falta subestacional de lluvias al principio de la temporada de lluvias, lo que probablemente tendrá un impacto negativo en el rendimiento de sorgo. Las entrevistas en profundidad muestran que las limitaciones biofísicas reducen significativamente la capacidad de adaptación de los agricultores a este tipo de extremo subestacional. Este trabajo destaca la necesidad de considerar el clima subestacional al evaluar las amenazas del cambio climático a la agricultura, particularmente para los agricultores de subsistencia en el mundo en desarrollo.

Files

pdf.pdf

Files (11.9 kB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:3d0c1927317d1bb7732891aa5c29b216
11.9 kB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
ضعف إنتاج الذرة الرفيعة في الطقس القاسي شبه الموسمي في ظل تغير المناخ
Translated title (French)
Vulnérabilité de la production de sorgho à des conditions météorologiques extrêmes et sous-saisonnières sous l'effet du changement climatique
Translated title (Spanish)
Vulnerabilidad de la producción de sorgo al clima extremo y subestacional bajo el cambio climático

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2910974051
DOI
10.1088/1748-9326/aafe19

Is supplement to
https://openalex.org/W4285176956 (Other)
https://openalex.org/W4280638981 (Other)
https://openalex.org/W4210417500 (Other)
https://openalex.org/W3144777909 (Other)
https://openalex.org/W3047321226 (Other)
https://openalex.org/W2147289595 (Other)
https://openalex.org/W2046710051 (Other)
https://openalex.org/W1999315498 (Other)
https://openalex.org/W1970543247 (Other)
https://openalex.org/W1503072211 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Ethiopia

References

  • https://openalex.org/W1055813678
  • https://openalex.org/W1512871475
  • https://openalex.org/W1513000181
  • https://openalex.org/W1973612600
  • https://openalex.org/W1976259950
  • https://openalex.org/W1977699466
  • https://openalex.org/W1978815659
  • https://openalex.org/W1986125258
  • https://openalex.org/W1993917942
  • https://openalex.org/W2002467160
  • https://openalex.org/W2005076253
  • https://openalex.org/W2024966118
  • https://openalex.org/W2030088138
  • https://openalex.org/W2058210131
  • https://openalex.org/W2060753435
  • https://openalex.org/W2069466983
  • https://openalex.org/W2075730371
  • https://openalex.org/W2075973824
  • https://openalex.org/W2076784497
  • https://openalex.org/W2079350221
  • https://openalex.org/W2083278912
  • https://openalex.org/W2083553000
  • https://openalex.org/W2094447149
  • https://openalex.org/W2099488110
  • https://openalex.org/W2103012613
  • https://openalex.org/W2105117295
  • https://openalex.org/W2107180056
  • https://openalex.org/W2119079956
  • https://openalex.org/W2126322845
  • https://openalex.org/W2128939250
  • https://openalex.org/W2131052750
  • https://openalex.org/W2137452537
  • https://openalex.org/W2140391358
  • https://openalex.org/W2152336033
  • https://openalex.org/W2154579005
  • https://openalex.org/W2155202598
  • https://openalex.org/W2164676179
  • https://openalex.org/W2227280755
  • https://openalex.org/W2261645655
  • https://openalex.org/W2313383114
  • https://openalex.org/W2479980007
  • https://openalex.org/W2486513044
  • https://openalex.org/W2514153632
  • https://openalex.org/W2525171728
  • https://openalex.org/W2551698534
  • https://openalex.org/W2603120243
  • https://openalex.org/W2609895968
  • https://openalex.org/W2735995307
  • https://openalex.org/W3021202793
  • https://openalex.org/W4255790530
  • https://openalex.org/W4298018660
  • https://openalex.org/W47641486
  • https://openalex.org/W822333895