CLIMATIC RISC ZONING-AGRICULTUREPUBLIC POLICY

WHAT, WHERE AND WHEM TO PLANT – 5565 MUNICIPALITIES

I.) 1996 – INTRODUCTION OF THE CLIMATIC RISK ZONING

II.) 2012 - MAPA – 115,2 Bilhões de Reais

III.) GLOBAL WARMING AND AGRICULTURE SCENARIOS

• 2008. GOF/BRITISH EMBASSY • New Geography of Brazilian Agriculture

• 9 CULTURES AND 1 PASTURE/CATTLE RAISING

• 2012. WORLD BANK. 23 GCMs and 3 RCMs.• 7 CULTURES and PASTURE

Bonan, 2008PREVISÃO: TEMPO-CLIMA

IntroduçãoProcesso de Zoneamento Agrícola

BIPZON

Chuva

Temperatura

Radiação Solar

KC

ISNADecendial

BIPZON InterpolaçãoClassificação

e geraçãode mapas

GradeInterpolada

Executado 1000s de vezes(Uma vez para cada estação

meteorológica)

Executado 10s de vezes(Uma vez para cada

decêndio)

Shapefile

Mapas

Executado 10s de vezes(Uma vez para cada

decêndio)

Tempo de Processamento:- Antes (processamento sequencial – 1 máquina): horas- Depois (processamento distribuído – 20 máquinas): ~10 minutos - Incluindo novos produtos

Model(s)Input Data Simulation & Analysis

Modeling/Simulation Process

Climate Information:

P, T, Water Def. Planting Date Definition based on:

Integration indexes WRSI = ETR/ETM

(Water Requirement Satisfaction Index)

Rain excess probability on harvest

Water Deficit

High Temperatures

Low Temperatures

Climate Information:

P, T, Water Def.

Agrometorological Crop Database:• Cycle and phenological phases• Culture Coef. (Kc)• Phenological critical phase• Soil Water Retention• Root Zone• Definition of cutting criteria by culture, in terms of water consumption

ANALISES EFETUADAS - MAPAS E LISTAGEM DE MUNICIPIOSNova Geografia da Agricultura Brasileira

CULTURAS: 9(Arroz, Feijão, Soja, Milho, Mandioca, Girassol, Cana, Café, Algodão)

(Pastagem e Gado de Corte)

MODELOS: PRECIS A2 – PRECIS B2ANOS: Atual, 2010, 2020, 2050, 2070

AGUA SOLO (mm): 30, 50, 70CICLOS: 2

DECÊNDIOS: 36

TOTAL: 9cult x 9cen = 81 mapas finais81 x 36dec = 2.916mapas

Mapas primarios = 2.916 x 2cicl x 3cad = 14.580Testes modelos = 5

72.900 mapas gerados no processo

Total de simulações = 396Tempo Processamento – Cerca de 20 horas/cada

SCenAgri – Simulação de Cenários Agrícolas Futuros

Computadores Dedicados

Computadores Não-Dedicados

Servidor Web(SCenAgri)

Grade Computacional25 comps -> 120

HDFSHDFS

Base deDados

Interface Web

Modelos climáticos usados nas avaliações do IPCC:

GCMs: FAR (1990), SAR (1996), TAR (2001) e AR4 (2007). 212 pixels

RCMs:PRECIS, BRAMS, ETA. Pixel 50 x 50 Km. 6.000 pixels.A complexidade dos modelos vem aumentando e os cenários são mais consistentes e aderentes ao clima atual.

Novos modelos: 5 x 5 Km“Microclima”: 100 x 100 m

Metodologia

Grande variabilidade dos dados gerados pelos modelos

» Aplicação Média Móvel e Delta de T°

SoybeanBase Year

2010OPTIMISTIC

RegionPlanted Area

2009 (ha)2020 ∆ (%) 2030 ∆ (%)

South 8.285.716 6.195.738 -25,2 5.826.299 -29,7

Arábica Coffee

Actual Risk Zoning

Irrigation Necessary

Low Climatic Risk

Irrigation Recommended

Frost Risk

High Temperature Risk

High Climatic Risk

Irrigation Necessary

Low Climatic Risk

Irrigation Recommended

Frost Risk

High Temperature Risk

High Climatic Risk

Arabica Coffee

Scenary A2 - Year- 2050

17,15%

Prejuízo em bilhões

Área de baixo risco

R$ 1,6

Os números indicam observações recebidas - por dia -em um centro de

previsão de tempo

TABELA FINAL

Precis A2 Precis B2

Município Cultura Atual 2020 2050 2070 2020 2050 2070

Abadia de Goiás-GO Milho X X X X X X X

Cana   X X X X X X

Girassol X X X X X X X

Arroz X X X X X X X

Algodão X X X X X X X

Feijão X X X X X X X

Soja X X X X X X X

  Café              

Abadia dos Dourados-MG Milho X X X X X X X

Cana              

Girassol X X X X X X X

Arroz X X X X X X X

Algodão X X X X X X X

Feijão X X X X X X X

Soja X X     X    

Café              

CROPPotencial

Area2010

(Km2)

Potencial Area

Model Precis A2 - 2020

(Km2)

% Variation related to

actual area

Potencial Area

Model Precis A2 - 2050

(Km2)

% Variation related to

actual area

Potencial Area

Model Precis A2 - 2070

(Km2)

% Variation related to

actual area

COTTON 4.029.507 3.583.461 -11,07 3.449.349 -14,40 3.380.202 -16,12

RICE 4.168.806 3.764.488 -09,70 3.655.029 -12,32 3.577.169 -14,19

COFFEE 395.976 358.446 -9,48 328.071 -17,15 265.243 -33,01

SUGARCANE 619.422 1.608.994 159,76 1.477.816 138,58 1.351.441 118,18

BEAN 4.137.837 3.957.481 -04,36 3.715.178 -10,21 3.587.559 -13,30

SUNFLOWER 4.440.650 3.811.838 -14,16 3.709.223 -16,47 3.633.928 -18,17

CASSAVA 5.169.795 5.006.777 -03,16 5.886.398 13,48 6.268.634 21,26

CORN 4.381.791 3.856.839 -11,98 3.716.684 -15,18 3.624.487 -17,28

SOYBEAN 2.790.265 2.132.001 -23,59 1.837.447 -34,15 1.635.239 -41,39

Metodologia

Método proposto por Gleik (1986)» Cálculo da variação de temperatura de modelos climáticos

» Temperatura Simulada = Equação Regional de Temperatura + ∆

“Em momentos de crise, só a imaginação é mais importante que o conhecimento” - Einstein

Metodologia

» Comportamento dos modelos com mesma tendência

» CENÁRIOS PESSIMISTA E OTIMISTA

Simulador de Cenários Agrícolas

» Aplicação da metodologia de zoneamento de risco climático;

» Sistema computacional de alto desempenho;

» Embrapa Informática Agropecuária;

» Interface WEB

» Base: BIPZON

» Modelo de Balanço Hídrico Sequencial (Simulação - 10 dias)

» ISNA – Fase mais sensível

ScenAgri

GRID

» 120 computadores

» 100.000 simulações

Simulações dos Cenários Agrícolas

7 Culturas» Milho 1°Safra e 2° Safra

» Algodão

» Arroz

» Soja

» Feijão 1°Safra e 2°Safra

» Cana-de-açúcar

» Trigo

Cenários Pessimista e Otimista

Modelo BRAMS (com e sem precipitação simulada)

2010, 2020 e 2030

5 Regiões

SoybeanBase Year

2010PESSIMISTIC

RegionPlanted Area

2009 (ha)2020 ∆ (%) 2030 ∆ (%)

South 8.285.716 4.626.311 -44,2 4.271.544 -48,4

2020 Cenário (%)

  Otimista Pessimista

Soja -13,0 -24,0Modelo PRECIS (Assad & Pinto, 2008) -21,62 -23,59

Resultados - SOJA

» Comparação de Resultados - 2020

Deste trabalho X Modelo PRECIS

Continuidade dos Trabalhos

Adaptação

» Biotecnologia

» Cultivares resistentes à seca

Mitigação

» Práticas de manejo do solo

» Calcário/Gesso

» Plantio Direto

Redução dos efeitos das mudanças climáticasDuas Linhas:

Novas Simulações

Um modelo climático é

• um software ou código para computador contendo dezenas a centenas de milhares de linhas codificadas usado para processar dados e gerar previsões sobre a evolução do clima da Terra em função da evolução dos GEE.

Water balance

Determination of Evapotranspiration

Potential (ETP)

Average temperature (month and years) 2010,2020,2030

Determination of phenological phases

Sowing date

Soil type

Climatic Risks by municipality

Meteorological stations

Average monthly

temperature

Kc indexDuration of phenological phases

Rain daily data

Final ZONING

Crop Water Stress Index

ETP

Metodologia

1 dia

10 dias

100 dias1000 dias

A cadeia de processos que define o clima

Concentração de gases de efeito estufa

Energia Solar

Teleconexões do clima terreste

Interações oceano-terra- atmosfera

Interações com geleiras

Interações biogeoquímicas

Impactos climáticos

ATMOSFERA (semanas-meses)

Camada Limite Atmosférica (dias)

Camada de Mistura (meses)

Gelo Oceânico (meses, décadas)

Sol

Oceano profundo(100-1000 anos)

OCEANOS

Neve (dias)

Geleira (10-100 anos)

Camadas de gelo

(10 k anos)

Lagos, litosfera, biosfera (meses, décadas)

CONTINENTES

Tectônica – fluxo térmico da terra/forçante antropogênica

Sis

tem

a C

limát

ico