A tecnologia para reduzir os impactos da seca agrícola



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No Brasil, a estiagem representa o maior risco à agricultura, acarretando enormes prejuízos aos produtores rurais. Segundo a previsão atualizada do Laboratório de Análise e Processamento de Imagens de Satélites (Lapis), as regiões brasileiras têm sido afetadas, em algum grau, pela estiagem, desde o último mês de março. Na maior parte do Brasil, com exceção do Sudeste, a situação deve permanecer pelo menos até junho.

A Organização Mundial de Meteorologia (WMO) classifica as secas em quatro tipos, de acordo com a intensidade, duração e abrangência espacial. São elas:

1) Seca meteorológica: definida como um período de chuvas abaixo da média;

2) Seca agrícola: quando há deficiência de água no solo, afetando as lavouras;

3) Seca hidrológica: quando há deficiência no suprimento de água superficial ou subterrânea;

4) Seca socioeconômica: quando afeta a produção de bens de consumo e a economia de uma região.

Outra característica que vale acrescentar é a de seca verde, muito comum de ocorrer. São os períodos em que o regime de chuvas ocorre em quantidade insuficiente, havendo escassez de água nos reservatórios, rios e lençóis freáticos, embora a vegetação se mantenha verde. Nessas situações, apesar do verde predominar na superfície do solo (na vegetação e até mesmo nas lavouras), a terra permanece seca.

Essas características se inter-relacionam, a depender da severidade da seca. Por exemplo, durante a “Seca do Século” (2010-2017), ocorrida no Semiárido brasileiro, conforme analisa o Livro “Um século de secas”.

Uma das maiores secas da história, sem precedentes até então, a “Seca do Século” afetou todas as esferas da sociedade, desde o abastecimento de água até a produção de alimentos. Cientistas projetam que esses eventos climáticos podem se tornar comuns, em futuro breve, com a mudança climática.

Estiagem grave afeta lavouras em várias regiões do Brasil

Nas últimas semanas, a estiagem tem afetado gravemente áreas do Nordeste, Sudeste e Centro-Oeste. Em regiões produtoras do milho safrinha, agricultores têm se queixado da escassez de chuvas. Essa lavoura depende de umidade para se desenvolver, e o estresse hídrico limita muito sua produtividade.

Desde dezembro, o clima não tem dado trégua aos produtores rurais. No Centro-Oeste, a colheita da soja ocorreu sob excesso de chuva e a semeadura do milho safrinha foi tardia. A consequência tem sido redução da área plantada e perda de produtividade.

A imagem de satélite acima destaca o déficit de chuva, em algumas regiões brasileiras, no período de 21 a 31 de março deste ano. O mapa foi produzido com dados de precipitação, do satélite CHIRPS, a partir do cálculo do Índice de Precipitação Padronizado (SPI).

O SPI resulta de uma álgebra de mapas, calculada com dados de precipitação, e expressa o nível das “anomalias” de chuva, em determinada área e período. “Anomalias” é um termo usado para descrever o quanto o volume de chuva se desviou da média histórica, em termos de déficit ou excesso de precipitação.

A tecnologia que ajuda a minimizar impactos da seca na produção agrícola

Um dos temas que mais temos chamado atenção é sobre como a estiagem tem se tornado cada vez mais frequente, severa, abrangente e duradoura. Cientistas reforçam que o processo de mudança climática tende a agravar esse cenário.

Daí a importância de que o profissional da agricultura do futuro esteja preparado para monitorar e gerenciar riscos agrícolas. Monitorar o início e a duração de uma seca, com uso de dados de satélites, é a forma mais eficiente atualmente, para evitar prejuízos com as safras.

Nos últimos anos, ocorreram avanços significativos no monitoramento das mudanças ambientais, variabilidade climática e condições agrometeorológicas, com base no sensoriamento remoto. O uso de dados de satélites, para monitorar a seca, é uma tecnologia recente que, embora ainda esteja em estágio inicial, tem contribuído para minimizar os impactos do fenômeno.

Como exemplo, está o mapa do Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), processado com dados do satélite Meteosat-11, de frequência diária. A tecnologia foi adaptada pelo Laboratório Lapis, para monitorar ecossistemas brasileiros, com desenvolvimento de softwares, algoritmos e uma metodologia exclusiva.

O NDVI gera o mapa da cobertura vegetal, ferramenta importante para os profissionais da agricultura, pois permite monitorar a condição das lavouras, diariamente, permitindo a tomada de decisões estratégicas.

A tecnologia do NDVI e de outros produtos agrometeorológicos, está disponível para os profissionais que desejam desenvolver soluções, para a geração de informação de dados meteorológicos e ambientais.

O monitoramento dos volumes de chuva, da condição da umidade dos solos e das lavouras é feito com uso de índices. A maneira mais prática de elaborar esses índices é no QGIS, um dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG’s) mais utilizados no mundo. O software de geoprocessamento é gratuito e permite gerar produtos agrometeorológicos, visualizados em mapas.

Dentre as variáveis de maior interesse para os profissionais da agricultura, estão: elaborar mapas, com dados de satélites, para monitorar a condição da cobertura das lavouras, a seca no solo, os volumes de precipitação, entre outras.

O Laboratório Lapis desenvolveu uma metodologia inovadora, para ensinar profissionais da agricultura, a elaborar esses produtos agrometeorógicos (mapas), no QGIS.

Com uso de dados de satélites e geoprocessamento, os produtos foram validados e têm sido ensinados a profissionais da agricultura, em treinamentos que agora acontecem online, somente em algumas ocasiões eventuais, durante o ano. Para saber quando as inscrições serão abertas, faça parte do canal exclusivo do Laboratório no Telegram.

Mapa semanal atualiza volumes de chuvas nas regiões brasileiras

A imagem de satélite acima mostra os volumes de chuva, em todo o Brasil, na última semana. Com esse mapa, é possível observar que a estiagem continua afetando grande parte do Nordeste, Centro-Oeste, Sudeste e algumas áreas do Sul. Nas demais áreas, ocorreram chuvas significativas.

Essa é uma das mais simples e importantes ferramentas agrometeorológicas que o profissional da agricultura pode utilizar, em seu dia a dia, para orientar a produção agrícola.

Os dados de precipitação são obtidos gratuitamente, de modo que é necessário apenas saber manipulá-los, em um Sistema de Informação Geográfica (SIG), como o software QGIS. Com isso, o profissional poderá utilizar dados com alta tecnologia agregada, para suas análises e diagnósticos.

O mapa acima foi elaborado pelo Lapis, com dados do Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data (CHIRPS). São séries de dados de precipitação, obtidas a partir de satélites, para todas as regiões brasileiras. Esses dados são muito úteis para o monitoramento da tendência de seca.

Com eles, os profissionais da agricultura podem produzir mapas de chuva, especialmente importantes para as áreas rurais, onde os dados de superfície são mais escassos.

O método mais apropriado para se monitorar secas agrícolas

Em toda a história, talvez ainda não se tenha estudado tanto a seca, como atualmente, principalmente pelos benefícios das tecnologias disponíveis, para esse fim.

É o caso da tecnologia de sensoriamento remoto. Disruptiva para o monitoramento da seca, é hoje o principal mecanismo para minimizar os impactos da seca agrícola, que afeta a produção de alimentos.

Dados de satélites permitem analisar as secas atuais e as que ocorreram ao longo da história, caracterizando-as pela frequência, intensidade, duração e abrangência espacial.

No Livro “Um século de secas", foram utilizados dados de satélites, para identificar as maiores secas da história do Semiárido brasileiro e suas características, durante mais de 100 anos. 

A seca agrícola é um dos temas que mais despertam interesse hoje, para profissionais da agricultura, em razão das variabilidades causadas pela mudança climática.

O monitoramento dos períodos de seca, a partir do uso de índices, em forma de mapas, é uma conquista recente. Com base neles, pode-se desenvolver um sistema de acompanhamento das características das secas, objetivando quantificar os aspectos climatológicos, entender sua frequência e severidade.

Um dos índices mais apropriados ao monitoramento da seca agrícola é o popular NDVI, baseado em dados de satélites, que possibilitam monitorar, quantificar e investigar impactos das secas na vegetação, em resposta a fenômenos climáticos.

A aplicação desse índice de vegetação permite detectar a seca, ainda em sua fase inicial. Pesquisas comprovaram a eficiência do NDVI, para monitoramento da seca, a partir da comparação com dados de precipitação.

O Lapis desenvolveu uma metodologia inovadora para elaborar o NDVI diário, tecnologia que permite acompanhar a saúde das lavouras, com mapas de ampla frequência temporal.

Pesquisas científicas do Laboratório já validaram o uso dessas imagens do índice de vegetação NDVI, para monitorar a seca e a variabilidade climática, em escala regional. Essa metodologia é ensinada no Livro “Sistema Eumetcast”

Os indicadores que o profissional da agricultura deve utilizar para monitorar a seca

É possível representar a complexidade de uma seca, em determinada região, com uso de índices ou indicadores. São ferramentas que resumem dados relevantes do fenômeno, com o objetivo de agregar, quantificar e visualizar as informações, de forma simples e transparente.

Com uso de geoprocessamento, esses índices são representados, em forma de mapas, facilitando a tomada de decisão, por parte de produtores rurais. É o caso de dados de satélites, aplicados ao monitoramento das secas e das lavouras.

Os desastres ocasionados por secas provocam uma escalada de danos e prejuízos econômicos. É por isso que o monitoramento da seca, com uso de índices, tornou-se a estratégia mais adequada, para minimizar os seus impactos. Esses índices permitem conhecer os padrões de distribuição temporal e espacial da seca, devendo fazer parte do portfólio de serviços dos profissionais da agricultura.

A importância desses indicadores é que permitem obter informações estratégicas, sem depender exclusivamente de dados meteorológicos. Em razão da alta variabilidade espacial e temporal das chuvas, em algumas regiões, e da baixa capilaridade das estações meteorológicas, a melhor maneira de se obter dados de seca é a partir de sensoriamento remoto.

O método infalível para analisar a saúde das lavouras

Já pensou em uma forma padronizada de caracterizar a saúde das lavouras, em cada talhão? Existe um índice para isso. Popularmente conhecido como mapas da cobertura vegetal, o NDVI permite avaliar o atual vigor da vegetação, podendo ser calculado, de forma prática, pelo profissional da agricultura, com uso de sensoriamento remoto.

O NDVI usa duas propriedades, para quantificar o vigor da vegetação: 1) Canal Infravermelho Próximo (IR): porque a vegetação o reflete fortemente; e 2) Canal Vermelho: porque as plantas absorvem a luz vermelha intensamente.

Do resultado do NDVI, é gerado um valor entre -1 e +1, que indica, respectivamente, se a vegetação está sob estresse hídrico (seca) ou se está vigorosa. Ou seja, quando você tem altos valores de NDVI, a vegetação está mais saudável (áreas em verde, no mapa); já quando há baixo NDVI (áreas em vermelho), há menos ou nenhuma vegetação.

Geralmente, se o profissional da agricultura quer analisar a mudança da vegetação, ao longo do tempo, terá que realizar a correção atmosférica. O cálculo do NDVI e a correção atmosférica são feitos no software QGIS.

O NDVI se relaciona a outros parâmetros, como o índice de área foliar (IAF) e a biomassa. No mapa do NDVI da semana passada, calculado com base nas imagens diárias do satélite Meteosat-11, é possível observar as áreas com estiagem, no Nordeste brasileiro.

A imagem evidencia o estresse térmico, a que a vegetação tem estado sujeita. Com isso, extensos canaviais, que ocupam essas áreas, estão drasticamente afetados pela seca.

Um Sistema para análises agrometeorológicas integradas

A agricultura é uma atividade econômica fortemente dependente de variáveis meteorológicas. É o caso da temperatura do ar, radiação solar, vento e chuva, que influenciam no processo metabólico das plantas, impactando diretamente no desenvolvimento e produtividade das lavouras.

A estiagem agrícola, combinada com a informação sobre a quantidade de água disponível no solo, permite o acompanhamento do estresse hídrico e seus efeitos nas lavouras.

Em sistemas irrigados, o manejo da água pode ser utilizado como medida paliativa, na ausência de chuva. A irrigação aumenta os custos da produção, daí a importância de se avaliar adequadamente o real teor de água contida no solo.

Todavia, a grande maioria das lavouras cultivadas em sistemas de sequeiro podem sofrer perdas significativas, pela restrição de água. Felizmente, existem ferramentas capazes de manipular informações agrometeorológicas, em um Sistema de Informação Geográfica (SIG), como o QGIS.

Os SIG's permitem o armazenamento de mapas, em formato digital, utilizando-se de coordenadas e da análise espacial de grupos de informações, visualizadas em camadas.

O profissional da agricultura pode sobrepor várias camadas, com diferentes tipos de dados, para analisar a influência, padrões e correlações entre elas, em diferentes níveis de profundidade. A informação final é extraída a partir de uma representação gráfica, como um mapa.

A disponibilidade de dados e produtos agrometeorológicos gratuitos e online, estimulam o mercado de prestação de serviços em agrometeorologia, as atividades de seguro rural, as ações de planejamento agrícola, bem como ações de difusão de tecnologia para a agricultura.

Agora nos conte, você utiliza imagens de satélites para monitorar a saúde das lavouras?

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