Meteorologia - É a variabilidade que é difícil de gerir

PARTE I

Autor: Guy Ash, Diretor de Formação Global, Pessl Instruments

Para a produção de sequeiro nas grandes planícies do norte, até 70% do risco incontrolado que um agricultor enfrenta é causado pelo clima - sim, 70%. Ou, dito de outra forma, 70% do seu rendimento está em risco. Todos sabemos que as condições meteorológicas (por exemplo, a velocidade/direção do vento, a precipitação, a humidade das folhas, a humidade e a temperatura do solo) variam em função das distâncias ou da geografia, mas o impacto que têm nas operações agrícolas é enorme. Sabemos, no entanto, que a variabilidade no campo também pode ser significativa? Qual é o impacto desta variabilidade espacial nas operações quotidianas de uma exploração agrícola?

Neste acordo de Conversa sobre o tempo na quintaNa sessão "Agricultura", analisaremos mais de perto a variabilidade espacial do clima (condições actuais e previsões) e o seu impacto numa série de decisões de gestão agrícola: por exemplo, sementeira, fertilidade, doenças, gestão da irrigação, rendimentos, planeamento do trabalho e condições de colheita.

INTRODUÇÃO

Sempre que um agricultor está no café, a conversa acaba por se centrar no clima. "Quanta chuva apanhaste? 1 polegada (25 mm), eu apanhei 2 polegadas (50 mm)."

É a variabilidade espacial que tem impacto nas operações quotidianas e pode acrescentar custos ou benefícios significativos às operações agrícolas. PrimeiroPara mais informações, veremos os vários parâmetros meteorológicos e a forma como variam em termos geográficos. É sabido que os parâmetros meteorológicos podem ser afectados pela utilização humana do solo, como a poluição e a construção de cidades, o tipo/textura do solo, a proximidade da água a uma cultura, o coberto vegetal, a latitude e a topografia, mas qual é o impacto destas variações na gestão das culturas?

Em termos gerais, cada parâmetro meteorológico (temperatura, humidade relativa, precipitação, energia solar, velocidade/direção do vento, humidade e temperatura do solo, humidade das folhas) é afetado de forma diferente por alterações geográficas, alturas de instalação e localizações. A mensagem importante que podemos oferecer nesta edição do Farm Weather Talk é que para compreender o impacto das condições meteorológicas na gestão do terreno, é necessário dispor de informações meteorológicas e de uma previsão do terreno.

Esta é a razão pela qual a meteorologia tem sido imprecisa e não tem merecido a confiança dos agricultores para a tomada de decisões de gestão. A variabilidade espacial das condições meteorológicas e o seu impacto na sementeira, fertilidade, pulverização, desenvolvimento de doenças, colheita e rendimento requerem dispositivos IoT ao nível do campo para que a informação seja relevante/precisa e, nesta palestra, verá claramente porque é que isto é necessário.

PRECIPITAÇÃO: AFECTA O DESENVOLVIMENTO DAS PLANTAS, A ABSORÇÃO DE NUTRIENTES, A DEPOSIÇÃO DE PRODUTOS, O RENDIMENTO, A QUALIDADE E AS OPERAÇÕES DE CAMPO

A precipitação é altamente variável em função da altitude e do tipo de fenómeno meteorológico (tempestades localizadas a tempestades sinópticas mais generalizadas). À medida que o vapor de água é forçado a subir, condensa-se e acaba por formar nuvens e depois precipitação. As áreas que se encontram a montante das tempestades em movimento tendem a registar eventos de precipitação mais elevados.

Isto pode acontecer em zonas costeiras ou mesmo em zonas com movimentos ascendentes ou tempestades retrógradas forçadas a recuar para cima. Em muitas áreas das grandes planícies, a precipitação durante a estação de crescimento cai de tempestades localizadas ou trovoadas.

A natureza localizada destas tempestades resulta em quantidades de precipitação muito localizadas e potencialmente fortes. Não é raro encontrar uma leitura de 6 mm (¼ de polegada) num campo, enquanto um campo a 1 1⁄2 km (1 milha) de distância pode ter 30 mm (1 1⁄4 polegadas).

ESTUDO DE RENDIMENTO

A título de exemplo, quatro dispositivos IoT que medem a precipitação foram comparados num estudo de rendimento e estavam todos dentro de 6 a 10 km (3,6 a 6,2 milhas) de distância.

O dispositivo IoT localizado mesmo no campo de milho teve um total de cerca de 162 mm (6,4 polegadas) de precipitação de 2 de maio a 2 de setembro, o que é bastante inferior ao normal a longo prazo de 312 mm (12,3 polegadas). O dispositivo IoT a oeste do campo (cerca de 6 km, 3,6 milhas) registou 169 mm (6,6 polegadas) no mesmo período, enquanto o dispositivo IoT mais a oeste (cerca de 10 km, 6 milhas) registou 234 mm (9,1 polegadas) e o dispositivo a sudoeste do campo (cerca de 8 km, 5 milhas) registou 200 mm (7,9 polegadas).

Este facto ilustra claramente a grande variabilidade espacial da precipitação (72 mm ou cerca de 3 polegadas entre os dispositivos IoT utilizados neste estudo) nas pradarias canadianas, e a necessidade de dispositivos IoT no terreno para previsão de rendimento ou qualquer análise de culturas. Por outras palavras, a diferença nos totais de precipitação equivale a cerca de um 15 a 35 bu/acre de diferença no rendimento do milho. A $5 de milho, isto traduz-se numa diferença de $75 - $175 por acre no rendimento bruto com base na variabilidade da precipitação.

Pessoalmente, vivi uma tempestade que deixou cair 90 mm (cerca de 3 ½ polegadas) de precipitação em 1 hora e 10 minutos na minha localização, enquanto o aeroporto estação meteorológica (a 12 km ou 7 milhas de distância) registou 13 mm (½ polegada) de precipitação (imagens abaixo). O impacto desta variabilidade resulta em técnicas de gestão completamente diferentes, com uma área a ser inundada e a outra a registar um evento de precipitação de recarga agradável. Com a variabilidade climática a tornar-se mais extrema, a magnitude destes eventos está a aumentar, tornando o risco de gestão agrícola mais difícil de gerir e realçando o papel essencial dos dispositivos IoT no terreno.

COMO É QUE A VARIAÇÃO DA PRECIPITAÇÃO AFECTA A GESTÃO DAS CULTURAS?

A água é o fator mais importante para o desenvolvimento das culturas; impulsiona todos os processos biológicos no crescimento das plantas. Por conseguinte, é extremamente importante saber quanta água é armazenada no solo a partir da precipitação e/ou irrigação. A captação da quantidade de precipitação caída ou armazenada no solo pode ser facilmente efectuada com um balde de chuva e uma sonda de humidade do solo. Por outras palavras, cada 25 mm (1 polegada) de água armazenada equivale a um número específico de alqueires para cada cultura. Este tópico será discutido na última edição deste artigo no capítulo: Juntando tudo.

A precipitação também pode afetar a sementeira, pulverização e as operações de colheita, reduzindo o acesso ao campo, a eficácia do produto e a qualidade da colheita (perdas de qualidade). As operações de campo podem ser geridas por um soluções específicas de previsão e planeamento do trabalho no terrenoque são construídos para o terreno real.

Neste caso, um estação meteorológica específica do campo é utilizado para ajudar a criar uma previsão específica para o local, com soluções de planeamento do trabalho, ajustando a previsão para a localização real no terreno (e não para a cidade mais próxima ou com base num ponto de grelha), ponderando a previsão desempenho do modelo, utilizando a IA para aprender o clima do local e actualizando a previsão a cada hora.

Uma vez criada uma previsão específica do campo, o RMSE (erro quadrático médio) da previsão é muito inferior ao das previsões tradicionais, resultando em soluções precisas de planeamento do trabalho ao nível do campo. Estas actualizações ocorrem de hora a hora e fornecem uma previsão hora a hora para os 7 dias seguintes, abrangendo actividades como a lavoura, a acessibilidade do campo, a capacidade de sementeira e a nutrição das plantas, pulverizaçãoe janelas de colheitaque são altamente afectados por eventos de precipitação. Mais informações sobre as aplicações de pulverização são abordadas na secção sobre a temperatura.

PRINCIPAIS CONCLUSÕES DA PRIMEIRA PARTE

Nesta primeira parte de Farm Weather Talk - Clima - É a variabilidade que é difícil de gerirNo nosso estudo, explorámos a forma como a variabilidade meteorológica - especialmente a precipitação - desempenha um papel crucial nas operações agrícolas. As diferenças de precipitação em curtas distâncias podem afetar significativamente o rendimento das culturas, a absorção de nutrientes, a pressão das doenças e as decisões gerais de gestão agrícola.

Mas há mais! Na PARTE II, na próxima semanaNo artigo "A temperatura e o seu impacto na evapotranspiração", analisaremos mais de perto a temperatura e o seu impacto na evapotranspiração, o custo das ineficiências de pulverização, os danos e a proteção contra a geada, a temperatura do ponto de orvalho e a importância da temperatura específica do local. Fique atento!

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