Meteorologia Aplicada
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Item Modelagem de dados em painel dinâmico para estimativa dos efeitos climáticos e econômicos na produtividade de cana-de-açúcar no Triângulo Mineiro – Minas Gerais, Brasil(Universidade Federal de Viçosa, 2022-08-04) Almeida, Gisele Carolina; Imbuzeiro, Hewlley Maria Acioli; http://lattes.cnpq.br/5651723181683352O clima é um fator fundamental no cultivo da cana-de-açúcar, independentemente, dos avanços tecnológicos, proporcionando limitações e adaptações para a lavoura canavieira. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi verificar os efeitos de variáveis climáticas e econômicas sobre a produtividade da cana-de-açúcar em Minas Gerais, através de um modelo com dados em painel dinâmico. Com esse intuito, utilizaram- se diversos bancos de dados, a saber: dados meteorológicos de precipitação, temperatura do ar, umidade relativa e radiação solar, obtidos de produtos de reanálise (ERA5; CFSR, GLDAS e CHIRPS) e do Instituto Nacional de Meteorologia; dados de produtividade e produção anual de cana-de-açúcar obtidos através do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística; dados econômicos (preço médio real da cana- de-açúcar e preço médio ao consumidor do etanol hidratado) extraídos dos relatórios mensais da Secretária de Estado de Agricultura, Pecuária e Abastecimento de Minas Gerais, e por fim, os dados de preço médio dos insumos agropecuários, que foram obtidos pela Companhia Nacional de Abastecimento. Quanto à estratégia metodológica, empregou-se indicadores estatísticos (r, R², BIAS, RMSE e MRE), testes de tendência de Mann-Kendall e Curvatura de Sen, e o modelo econométrico de dados em painel dinâmico. Os resultados obtidos através dos indicadores estatísticos mostram que a precipitação do produto CHIRPS possui padrão similar aos dados observados do INMET, seguido dado ERA5 para temperatura, radiação solar e umidade relativa. A aplicação dos testes de estatísticos (Mann-Kendall e Curvatura de Sen) mostrou no geral, tendência significativa de redução da precipitação para o trimestre out-dez, considerado o período de desenvolvimento da cana-de-açúcar; para o período chuvoso; e para o total anual de todos os municípios. Para a temperatura do ar, todos os trimestres; período seco; chuvoso; e o total anual, apresentaram tendência significativa de aumento. Já para a umidade relativa do ar, os resultados evidenciaram tendência significativa de diminuição para os trimestres jan-mar, abr- jun, jul-set, período seco, chuvoso e o total anual. No que diz respeito à radiação solar, o trimestre jul-set, período seco e total anual apresentaram tendências estatisticamente significativas de aumento, porém baixas, para todos os municípios. Por fim, através do modelo de dados em painel dinâmico, temos que a produtividade é positivamente afetada por seus valores defasados de um ano e pelo preço médio do produto. Por outro lado, verificaram-se efeitos negativos e pequenos da precipitação e negativos e consideráveis da radiação solar. Sendo assim, os resultados obtidos estão em concordância com pesquisas empíricas recentes, relacionadas com as áreas de alterações climáticas e econômicas e seus efeitos na agricultura. Palavras-chave: Saccharum spp. Validação. Clima. Economia. Produtividade. Modelos Econométricos.Item Assessment of extreme climate impacts on large-scale commodity and family farming agriculture in Brazil(Universidade Federal de Viçosa, 2023-05-23) Souza, Livia Maria Brumatti de; Pires, Gabrielle Ferreira; http://lattes.cnpq.br/5511969675942816The changes in extreme climate patterns threaten several sectors that are climate dependent, as agriculture. Climate extremes could affect agricultural production resulting in yield and area losses. Losses in the main crops of family farming of the Brazilian semiarid region and large- scale commodity agriculture of the Mato Grosso and MATOPIBA can compromise national and international food security. Unfortunately, climate change will likely aggravate this situation in the future. This study aims to evaluate the extreme climate impacts on large-scale commodity and family farming agriculture in Brazil during the past and future periods. First, I evaluated the extreme climate impacts on large-scale commodities (soybean and maize second season) and family farming agriculture (maize, bean, and cassava) during 2003-2019. Drought events predominate during this period in both regions, and vapor pressure deficit was the index that better represent the relationship between extreme climate indexes and crop yield in both agriculture types. Family farming crops were more exposed to extreme climate events than commodity agriculture crops, and they are more vulnerable to extreme climate due to low technological levels. In family farming agriculture, maize was the crop most affected by climate extremes, followed by beans and cassava. In commodity agriculture, off-season maize yield was more impacted by drought and hot events than soybean. During this period, family farmers’ agricultural output presented negative trends, while commodity farmers agricultural output presented positive trends. These results illustrate an alarming and worrying situation for family farmers of the semiarid region. Second, to improve future climate risk assessment, the best bias correction method (linear scaling and quantile mapping) was investigated and what are the best models of CMIP6/IPCC for climate (precipitation, minimum and maximum temperatures) and extreme climate variables (maximum consecutive dry days, CDD, and extreme degree days, EDD) in Brazilian regions. The results showed that non-parametric quantile mapping methods (empirical quantile and robust empirical quantile) were the best bias correction methods for almost all variables. Linear scaling presented a slightly better performance in some models and regions for the CDD index with minimal improvement, demonstrating that bias correction cannot improve indexes not well represented by climate models. The best models varied according to the variable, but ACCESS-ESM1-5, EC-Earth3-Veg, CanESM5, EC-Earth3, andCMCC-ESM2 predominated in the variables' ranking after bias correction. Third, in a complementary analysis, the extreme climate impacts were estimated for the main crops of commodity and family farming agriculture under four climate change scenarios (SSP1-2.6, SSP2-4.5, SSP3-7.0, and SSP5-8.5) in 2021-2100 period. Our results demonstrated increasing trends of hot and dry events during crop growing seasons of both agricultural types in most scenarios and periods, culminating in yield losses. Family farmers will experience a more extreme climate and greater yield losses than commodity farmers. Both agriculture types will need to increase their resilience to deal with climate change, regardless of the scenario, however, more attention and immediate actions are needed for family farmers. Keywords: Extreme climate. Family farming. Commodity agriculture. Bias correction.Item Aspectos ambientais da macaúba (Acrocomia aculeata) - adequabilidade edafoclimática e valoração da fixação de carbono no Brasil(Universidade Federal de Viçosa, 2023-02-16) Petersen, Vinicius Rodrigues dos Santos; Imbuzeiro, Hewlley Maria Acioli; http://lattes.cnpq.br/1770238529365037O mundo deverá alcançar a meta de neutralização de carbono (NetZero) somente entre os anos de 2065 e 2070 e para que isso se torne realidade, diversas ações devem ser desenvolvidas no que se refere a diminuição do uso de combustíveis fósseis, mas também no desenvolvimento de projetos de sequestro e captura de carbono. A transformação das áreas de pastagem degradadas em zonas de cultivo se torna uma ferramenta relevante nesse processo devido a grande quantidade de áreas que hoje não exercem mais o seu papel ecossistêmico e que por muitas vezes até possuem um valor líquido negativo na captura de carbono, ou seja, liberam mais carbono para a atmosfera do que capturam. A macaúba (Acrocomia aculeata) surge como uma espécie vegetal promissora para o mercado internacional de carbono, podendo contribuir com a fixação de cerca de 28,73 t CO 2 eq ha -1 anuais em plantas de 1,6 a 9 anos além de oferecer potencial para suprir demandas alimentares e energéticas, se apresentando então como uma espécie favorável para o plantio nessas áreas degradadas. Além disso, mostra-se cada vez mais relevante o estudo de áreas mais adequadas para determinados tipos de plantio, buscando-se uma segurança maior do investimento aplicado. O primeiro capítulo deste trabalho teve como objetivo realizar um zoneamento edafoclimático do território brasileiro de áreas com maior chance de sobrevivência da macaúba para fundamentar a tomada de decisão de investimento do cultivo da espécie. O segundo capítulo teve como objetivo estimar os ganhos econômicos referentes à captura e estoque de carbono, como serviço ecossistêmico, ao se substituir uma cultura de pastagem degradada pelo cultivo da macaúba. Os resultados obtidos mostraram que a macaúba possui uma maior ocorrência de forma natural na região do Cerrado, mas com possibilidade de ser encontrada em diferentes tipos de regiões devido a sua alta adaptabilidade. Dentro dessas áreas propícias para o cultivo da macaúba, mais de 74 milhões de hectares são classificados como áreas de alta adaptabilidade, e se, ao considerarmos o intervalo de adaptabilidade média e alta juntas, esse valor atinge mais de 232 milhões de hectares. Outro importante resultado mostra que mais de 30 milhões de hectares de pastagem degradadas estão aptos ao desenvolvimento da macaúba, o modelo InVEST, utilizado neste trabalho ainda indicou que há uma possibilidade de ganhos de €13.095 por hectare. Os resultados sugerem que a proposta do projeto em substituir as áreas degradadas pelo cultivo da macaúba representa uma estratégia de destaque com diversos impactos positivos tanto na cadeia produtiva, produção de alimentos, alternativa econômica, mas também como um aliado no combate à emissão de gases do efeito estufa. Palavras-chave: Macaúba. Valoração de carbono. Zoneamento ambiental.Item Avaliação climática e econômica para a cultura da cana-de-açúcar nos Tabuleiros Costeiros de Alagoas(Universidade Federal de Viçosa, 2021-09-27) Cordeiro, Cláudio José Soriano; Imbuzeiro, Hewlley Maria Acioli; http://lattes.cnpq.br/6389276164315434O Brasil é detentor de 40% do cultivo mundial com 720 milhões de toneladas produzidas em 2019, representando 2% do produto interno bruto, gerando um valor aproximado de R$ 40 bilhões ao ano. Dessa forma, o conhecimento dos elementos do clima, que afetam a produção e o gerenciamento adequado dos recursos envolvidos no sistema de corte, carregamento e transporte tem grande impacto na indústria canavieira. Assim sendo, o presente estudo teve como objetivo quantificar a influência dos elementos climáticos e fatores econômicos na produção da cana-de-açúcar, para o estado de Alagoas no período de 1991 a 2016. Os dados de precipitação, temperatura, área plantada e quantidade produzida, foram submetidos ao teste de tendência de Mann-Kendall e, posteriormente, pôde ser quantificado o estimador de declive proposto por Sen. E com o intuito de identificar a relação entre a quantidade produzida e as variáveis independentes foi realizado uma regressão linear múltipla. no decorrer do trabalho concluímos que: (1) as análises de tendências de precipitação apresentaram resultados significativos, com 5 municípios apresentando diminuição nos índices pluviométricos; (2) as análises de tendências para os dados de temperatura média, demonstraram que houve tendência significativamente positiva, no aumento da temperatura para 16 municípios; (3) para os dados de área plantada e quantidade produzida, os testes de tendências demonstraram que para a área plantada, 8 municípios apresentaram uma diminuição estatisticamente negativa; (4) a regressão linear múltipla, demonstrou que as variáveis de temperatura, área plantada e o preço pago ao produtor, foram estatisticamente significativas. Essas condições, associadas também a diminuição da área plantada do estado, podem afetar diretamente o PIB de Alagoas, afetando toda uma cadeia produtiva. Com isso, há necessidade de adoção de políticas públicas junto das iniciativas privadas para mitigar um cenário futuro. Palavras-chave: NEB. Tabuleiros Costeiros. Saccharum spp.Item Modeling of oil palm energy surface fluxes and growth for Brazilian Amazon climate conditions(Universidade Federal de Viçosa, 2020-08-12) Benezoli, Victor Hugo; Imbuzeiro, Hewlley Maria Acioli; http://lattes.cnpq.br/9945932605515160The increase in demand for African palm oil (Elaeis guineensis Jacq.) has caused an increase in production, especially through the opening of new areas. Due to the limitation of lands in Southeast Asia, which is the main producing region in the world, the expansion of oil palm plantation has occurred in Latin American countries, such as Brazil. Roughly 400 million hectares in Brazil are suitable for the planting of oil palm, but half of this is currently covered by forest, mainly by the Amazon Rainforest. Also, climate change has reduced the amount of land suitable for oil palm plantation in Brazil, since, under unfavorable climatic conditions, crop yield is reduced. To reconcile the increase in oil palm production in Brazil with the conservation of forests, modeling has been used widely as a tool to define the best suitable areas for planting expansion, as well as for the assessment of management techniques that aim to increase the yield. Thus, the aim of this study was to implement the oil palm crop in the ECOSMOS model and to evaluate the model's ability to simulate the energy and carbon balance, as well as the crop yield. The carbon allocation scheme for oil palm is quite different from the other crops implemented in ECOSMOS. Thus, we use the sub-PFT approach, so that each phytomer in the plant evolves simultaneously, but individually. The results showed that the model was able to simulate with good accuracy the net radiation (Rn), the latent heat flux (LE), and the net ecosystem CO 2 exchange (NEE), but it was not able to simulate with satisfactory accuracy the sensible heat flux (H) due to the lack of information on the soil physical-hydric properties. In addition, the model was able to accurately simulate the annual yield for plants aged between 12 and 25 years. For plants aged outside this range, the yield was overestimated. Besides, the model was able to better simulate genetic varieties that show seasonality in yield. However, despite presenting good results to simulate the energy and carbon flux, as well as the crop yield, the model still needs to consider key factors for oil palm, such as the ratio between male and female inflorescences and the abortion rate of inflorescences, which affect crop yield. Keywords: Amazon. Agriculture. ECOSMOS.