Los científicos del Servicio de Investigación Agraria de EEUU (ARS) han desarrollado nuevos modelos matemáticos, que utilizan patrones de clima para predecir los rendimientos de maíz en ciclos de dos años, permitiéndoles ajustar sus prácticas agrícolas. Por ejemplo, los cultivos en años de bajos rendimientos requerirían menos fertilizante y en consecuencia, se podría reducir la lixiviación del nitrato sobrante de la fertilización a las aguas subterráneas. De esta forma, los agricultores podrían ahorrar en costes de producción y preservar el medioambiente.

Los investigadores recogieron los datos sobre la producción de maíz en un período de 50 años en seis condados en Iowa con altos rendimientos de maíz para tratar de identificar correlaciones entre rendimientos, condiciones meteorológicas e índices del clima. Los resultados del modelo elaborado indicaron que si en la fase inicial del cultivo se produce un alto nivel de radiación en la superficie del suelo y temperaturas bajas, a menudo se obtienen altos rendimientos si hay suficiente humedad en la última fase del cultivo. Este modelo explicó el 89% de la variación en los rendimientos anuales de maíz.

Cambios en estas variables del tiempo frecuentemente se asocian con tendencias del clima a largo plazo. Los investigadores usaron índices climáticos ya establecidos, derivados del flujo a gran escala de masas de aire de alta y baja presión, y de vientos estratosféricos ecuatoriales, para desarrollar modelos que explican la variabilidad en los rendimientos de maíz. Este modelo también detectó una diferencia media del 19% en rendimientos entre los años de rendimientos altos y los de rendimientos bajos e identificó un ciclo de aproximadamente dos años entre los años de rendimientos altos y bajos.