Les préoccupations de Bayisa Gobena pour la baisse de rendement des cultures des petits exploitants agricoles du fait de précipitations irrégulières dues au changement climatique dans la vallée du rift central en Éthiopie ont motivé ses recherches sur le développement et l'adaptation de solutions de gestion de l'eau tenant compte du changement climatique. Il mène différentes expériences sur le terrain et s’appuie sur la productivité des cultures et de l'eau ainsi que sur des modèles hydrologiques pour utiliser efficacement l'eau. Gobena Bayisa a publié des articles scientifiques sur l'impact du changement climatique, la disponibilité de l'eau et la gestion efficace de l'eau d'irrigation