1 Jose Camacho Funcionario Cientifico. Divsion Meteorologia AgricolaSequias y agricultura Jose Camacho Funcionario Cientifico. Divsion Meteorologia Agricola

2 Esquema de la presentaciónOMM / Comisión de Meteorología Agrícola Clima y agricultura Eventos meteorológicos y agricultura Las sequías como evento extremo. Efectos Vigilancia de la evolución de las sequias en agricultura Uso de los Boletines Agrometeorológicos e Informes especiales Integración de las medidas de respuesta en el plan Nacional de Gestión Integrada de Sequías

3 Organizacion Meteorologica MundialAgencia especializada de las Naciones Unidas en temas de tiempo meteorologico, clima, hidrologia y recursos hídricos a temas medioambientales relacionados. 191 Miembros a partir de los Servicios Meteorologicos e Hidrologicos Nacionales (SMHN) – Sudan del Sur paso a ser miembro en diciembre de 2012 10 grandes programas científicos y técnicos (Secretariado) 8 Comisiones Técnicas proporcionado consejos y guia en las actividades de los Programas (formadas por Expertos) 6 Associaciones Regionales comprometidas en su implementacion

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5 Comisiones Técnicas OMMCommission for Aeronautical Meteorology (CAeM) Commission for Agricultural Meteorology (CAgM) Commission for Atmospheric Sciences (CAS) Commission for Basic Systems (CBS) Commission for Climatology (CCl) Commission for Hydrology (CHy) Commission for Instruments and Methods of Observation (CIMO) Joint WMO-IOC Commission for Oceanography and Marine Meteorology (JCOMM)

6 Comision de Meteorologia AgricolaAplicaciones de la meteorologia en cultivos agricolas, bosques, pesquerias, usos del territorio y gestion del ganado Desarrollo de los servicios agrometeorologicos por parte de los Miembros mediante transferencia del saber y de los métodos y mediante consejos proporcionados sobre diferentes temas; Metodos, procedimientos y tencinas adecuadas a la provision de servicios meteorologicos para la agricultura (todos los sectores); Formulacion de los requirimientos sobre los datos necesarios para el desarrollo de las actividades agricolas; Introduccion de metodos efectivos para la diseminacion de la informacion agrometeorologica, alertas y consejos relativos a la agricultura mediante medios de comunicacion; Aspectos meteorologicos de sequia y desertificacion.

7 COMMISSION FOR AGRICULTURAL METEOROLOGY President: Byong Lee, Vice-President: Federica RossiManagement Group (MG) FOCUS AREAS (FA) FA 1 Operational Agricultural Meteorology FA 2 Science and Technology for Agricultural Meteorology FA 3 Natural Hazards and Climate Change/Variability In Agriculture FA 4 Capacity Development in Agricultural Meteorology 7

8 Preguntas del millón de dólares en Meteorologia AgricolaCuales son los eventos meteorológicos o climáticos que tienen efectos importantes en las decisiones que se toman en la gestión de la agricultura? Como proporcionar informacion válida y utilizable a los agricultures a partir de la informacion meteorológica y climática?

9 Quienes son los usuarios de la informacion meteorologicaCUALQUIERA que haya de tomar decisiones en agricultura: Funcionarios de la ONU y Organizaciones Internacionales (ej.: Cruz Roja, PMA, FAO,…) Funcionarios de las Instituciones del Gobierno a nivel Estatal, Regional, Local Agentes de Extension Agraria Granjeros, rancheros, agentes forestales, pescadores,. Medios de comunicacion (no toman decisiones pero las modulan) Publico en general (tiene su opinion tambien) 9 9

10 Decisiones - Tacticas vs EstrategicasAplicaciones tácticas – Tiempo meteorológico Decisiones operacionales en las proximas horas o proximos dias. Basadas en el estado de los cultivos y el estado del tiempo Siembra, riego, dispersion de productos, cosecha. Aplicaciones estratégicas - Clima Temas relacionados con el caracter esperado de la temporada de lluvias Tipo de cultivo y variedad en funcion del total de lluvias esperado y el inicio tardio o temprano de la temporada Construccion de invernaderos o refugios para animales Diseño de ayudas gubernamentales y seguros agrarios

11 Clima y agricultura

12 Plantas y animales – Agua y EnergiaEvapotranspiracion (Radiacion / Nubosidad/ Viento / Temperatura) Abonos Pesticidas Lluvia Riego Humedad del suelo Temperatura Caracteristicas de cada planta, variedad,etc Caracteristicas del suelo

13 Impactos de la sequia en el Sahel. Ejemplo de alta vulnerabilidadRainfall Index Source: NASA. Millet field and Niger River pictures taken from Dr.Abdou Ali, AGRHYMET Centre

14 Hay otros climas…… LiberiaSource: NOAA-CPC

15 Reduccion en un 20% en las cosechas debido a la pausa en las lluviasEstimaciones de precipitacion en superficie mediante satelite/observaciones superficie Interpolated Estimated Dekadal Rainfall - By Region/Province Liberia Quantitative estimate of rainfall combining METEOSAT derived Cold Cloud Duration imagery and data on observed rainfall (GTS-Global Telecommunication System by the NOAA Climate Prediction Centre) Reduccion en un 20% en las cosechas debido a la pausa en las lluvias

16 Los retos en agricultura VulnerabilidadesEstragegias adecuadas para cada cultivo – Elección de las fechas de siembra y de cosecha Realizacion de los cultivos agricolas en funcion de la prediccion meteorologica Eleccion de la variedad de cultivo en funcion del caracter esperado de la temporada de lluvias y de la fecha de su inicio Utilizacion de observaciones in situ para ajustar las labores. Estimacion del estado de la vegetacion y de la humedad del suelo Alternancia sequias-inundaciones – Daños en los suelos (Erosion, salinizacion) Enfermedades y plagas Almacenamiento de agua Variabilidad climática – Interrupciones de la estacion de lluvias. Elevada insolacion y evapotranspiracion Vientos secos provenientes de zonas áridas. Olas de calor Precipitaciones intensas debidas a factores orograficos Variaciones en el ciclo anual de huracanes en Caribe y en Pacifico.

17 Los retos en agriculturaGanaderia – Monitoreo del estado de los pastos para ganado transhumante - Utilizacion del ganado como complemento a la rotacion de cultivos - Sanidad animal. Ambientes que favorecen la aparicion de enfermedades o propagan vectores Pesquerias – Seguridad en la mar o en lagos Estimacion de recursos de especies segun condiciones Gestion forestal – Preservacion del suelo y de la biodiversidad Evaluacion del riesgo de incendios Plagas y enfermedades SEQUIA o FALTA DE AGUA?

18 Eventos meteorologicos y agricultura

19 Eventos meteorologicos y decisiones a tomar en relacion con ellosDias de lluvia continuados o lluvias fuertes. Introduccion de maquinaria, preparacion del campo Cese de las lluvias. Sembrado, plantado. Viento, riesgo de lluvias. Aplicacion de fertilizantes o pesticidas Olas de calor. Necesidad de riego extraordinario Interrupcion de las lluvias en medio de temporada. Posible necesidad de riego en momentos criticos si se prolonga.

20 Eventos meteorologicos y decisiones a tomar en relacion con ellosLluvias en el final de temporada agricola. Eleccion del momento de la cosecha, desplazamiento de personas y maquinaria. Operaciones de almacenamiento y proceso. Periodos más humedos de lo normal. Desarrollo de parasitos y plagas. Lluvias intensas. Inundacion del terreno y pobre airacion de las raices. Dificultades de acceso. Aumento del drenaje Granizo. Daños en cultivos, sobre todo frutales, despliegue de redes de proteccion. Seguros. Olas de calor. Periodos prolongados sin lluvias. Aumento de riesgo de fuegos en bosques y malezas. Olas de frio sobre todo en epoca de floracion y desarrollo inicial de frutos.

21 Vulnerabilidad: Llega la informacion meteorologica y climatica a los campesinos? Hemos establecido la cadena de informacion correcta para que la informacion llegue a tiempo, sea utilizable (entiendan el lenguaje) y esté relacionada con las decisiones que tienen que tomar? Tenemos informacion de retorno?

22 Sequias – Hay agua disponible?1- Sequia meteorologica. Las lluvias son menos frecuentes y menos abundantes de lo usual, sobre todo en el periodo de lluvias ? 2 – Sequia agricola. Muestran las plantas y animales signos de padecimiento por la falta de agua? 3- Sequia hidrologica. Hay suficientes recursos hídricos disponibles para evitar los efectos de las dos primeras?

23 Indicadores de sequia

24 Standardized Precipitation Index (SPI)El Congreso de OMM recomendó su uso como índice básico en Junio de 2011 (pero también indicó que no es el único índice) Existe un manual de uso e instalacion del SPI en los seis idiomas de la OMM, accesible desde la página del Programa de Meteorologia Agricola, publicaciones, Notas Técnicas

25 Standardized Precipitation Index (SPI)Se necesita una serie de 30 años de precipitaciones mensuales. El índice se aplica a dichos valores, no se aplica a precipitaciones diarias por su elevada variabilidad. Las series de datos de precipitación incluso a nivel mensual, no se ajustan de manera natural a una distribución normal. Por ello, se procede a un ajuste intermedio a una funcion que sea normalizable (una funcion gamma por ejemplo) y se normaliza. Ello significa que el valor promedio del SPI para un lugar y para el periodo en que basan los calculos vale exactamente “cero” (Edwards and McKee, 1997).

26 Standardized Precipitation Index (SPI)Valores positivos del SPI indican que las lluvias en el periodo considerado son superiores a la mediana. Valores negativos que es inferior. La mediana significa que la mitad de los eventos han tenido valores superiores y la mitad valores inferiores. Ello significa que ese valor es la divisoria entre periodos secos y húmedos. La escala no es lineal. Valores entre -1 y 1 ocurren el 66% de las veces. Valores inferiores a -1.5, ocurren solo el 7,5%. Si el valor es inferior a -2, solo ocurre el 2.5%

27 Uso del SPI en agricultureUso de diferentes escalas de tiempo  1-meses SPI: sufrimiento hidrico humedad del suelo pastos en zonas húmedas  3-meses SPI: Estimacion de la cantidad de precipitacion estacional y caracter de la temporada Estimacion de cantidades de cosecha  6/12 – meses SPI: Impactos sobre lagos, pantanos, rios y aguas subterraneas SPI value Classification Cumulative probability (%) 2.00 or more Extremely wet 1.50 to Very wet 1.00 to Moderately wet 0 to Mildly wet 0 to Mild drought -1 do Moderate drought -1.50 do Severe drought -2 or less Extreme drought SPI es una herramienta apropiada para una primera evaluacion de la sequia agricola … PERO … debe de usarse en combinacion con otros indicadores: humedad del suelo, indices de vegetacion, balance hidrico…..

28 SPI graficos Total 1886 mm/año. Galicia, cerca del litoral atlantico. Lat 43º N 28

29 SPI graphics Europa Suroriental – Centro de Gestion de Sequias. Eslovenia Diferentes SPIs muestran aspectos diferentes. Cual seria el más apropiado para estimar riesgo de incendios?. Agosto es periodo de calor en el Mediterraneo. 29

30 Más indicadores Losses from extended droughts in the agricultural sector can often amount to hundreds of millions of dollars. Direct losses result from reduced crop yields, diminished pasture growth, and mortality of livestock while indirect losses include lost opportunities in agriculture and livestock sectors and losses to abandonment of land and changes in land use following droughts. The aggregate impact of drought can be quite negative on the economies of developing countries, in particular. For example, GDP fell by 8- 9% in Zimbabwe and Zambia in 1992 and 4-6% in Nigeria and Niger in 1984.

31 SPEI – Standard Precipitation and Evapotranspiration Index Indice de Palmer - PDSIEl Indice de Palmer (1) tiene una larga tradicion en la evaluacion de las sequias. Tiene en cuenta la precipitacion y tambien la evapotranspiracion en funcion del tipo de cultivos y suelos. Es un indice bien probado pero es complejo de aplicar en nuevos lugares. Require trabajo de adaptacion para que sea fiable a medio, largo plazo. El SPEI se basa en el balance hidrico climatico, teniendo en cuenta la precipitacion y la evapotranspiracion potencial mediante el método de Thornwaite que solo requiere los parametros de radiacion del lugar y la temperatura mensual. Relativamente sencillo de calcular. La Universida de Nebraska esta preparando para la OMM la version a instalar. Es un indice estandar para medir efectos de cambio climatico (1) Palmer, W. C., 1965: Meteorological droughts. U.S. Department of Commerce Weather Bureau Research Paper 45, 58 pp. (2) Vicerte-Serrano, S.M., S. Beguerıa, and J. I. Lopez-Moreno, 2010: A multiscalar drought index sensitive to global warming: The standardized precipitation evapotranspiration index. J. Climate, 23, 1696–1718.

32 SPEI y cambio climatico3-, 12- and 24-month SPI; and SPEI at Sa˜o Paulo observatory (1910–2007).

33 Los pluviometros campesinosLos pluviometros campesinos. Que agua ha caido y cual es el estado de mi campo? Bague réceptrice Pluviometro de lectura directa, en plástico Capacidad 150 mm. Boca estandar de pluviometro profesional. Registro diario y transmision al SMN Seau 1,50 m Support (Pied) Observaciones fenologicas adicionales, estado de los cultivos 0,50 m Observaciones de plagas, estado general de las cosechas en la comunidad; Evaluacion de daños en caso de eventos y estimacion de rendimientos

34 2009 Seminar – How to use a farmer’ s raingauge34 34

35 Seminars en America - PeruDos seminarios en zonas costeras:Salas (Ica) y Huaral (Lima) Tres en la Sierra: Huasahuasi (Junín), Acobamba (Huancavelica) y Ambo (Huánuco) Recibieron formacion 408 personas principalmente agricultores (113 mujeres). Distribucion de 15 pluviometros en zonas de alta montaña en los Andes

36 Seminarios en Peru – Emplazamientos y cultivos

37 Encuentro de Expertos sobre Indicadores de Sequia en Agricultura, Murcia 2010Publicaciones sobre sequias

38 Variables clave en la monitorizacion de las sequiasTemperatura, lluvias, viento, insolacion, … Humedad del suelo Caudad de los rios / nivel del agua subterranea Niveles en embalses y lagos Cobertura nivosa Predicciones del tiempo a corto, medio y largo plazo Estado de la vegetation/actividad biologica de las plantas Indice de riesgo de incendios y su relacion con impactos Source: Svoboda, 2009

39 RESOLUTION: Standardized Precipitation Index (SPI)Productos en rejilla y promedios por area geografica delimitida, condados, distritos Source: ACIS/HPRCC/NDMC 39

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41 Dekadal evolution products ICPACThe cumulative dekadal rainfall is used to evaluate the water stress over the GHA by ICPAC. Figures 3a and 3b show the cumulative dekadal rainfall performance for selected stations over the western and eastern parts of the equatorial sector respectively. Over the western parts of the equatorial sector, enhanced rainfall conditions have been recorded (Figure 3a) while in eastern parts of the equatorial sector including the coastal parts, depressed rainfall conditions have prevailed (Figure 3b).

42 Series temporales a partir de un historico de datos de sateliteSeries temporales a partir de un historico de datos de satelite. Aplicaciones SIG, graficos web Detection, indices de vegetacion Satellite data: MERIS full resolution 250 m (usually one image daily) VITO/VEGETATION in 42

43 Vegetation condition indicatorsThe comparison of the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) between dekad 31 (1-10 November) and 32 (11 – 20 November) 2011 indicates improved vegetation conditions over parts of central and southern Somalia, southwestern Tanzania, western Uganda, central and northern Kenya, central and southeastern parts of Ethiopia. The rest of the GHA region indicated degenerated or no change in vegetation conditions (Figure 4). Figure 4: NDVI difference between the 31 (1 – 10 November) and 32 (11-20 November) dekads 2011

44 Uso del NDVI aplicado a zonas previamente catalogadas

45 Humedad relativa de la superficie del sueloHumedad de la superficie del suelo (by MetOp-A, ASCAT) Саратов Энгельс Балаково Saratov region Ставрополь Невинномысск Пятигорск Кисловодск 06 July :54 UTC, antes de la lluvia Балашов Саратов Энгельс Балаково 04 июля :51 UTC, перед выпадением осадков Humedad relativa de la superficie del suelo min max 07 July :12 UTC, despues de la lluvia 45

46 Progresion de la humedad de la superficie del suelo (NDWI) en el periodo de siembra (Junio-Julio) en 2009 en India (arriba) y AMSR-E estimacion de humedad del suelo en el mismo periodo (abajo)

47 RWDI semanal para el estado de São Paulo, Brasil, 11-17 Octubre 2010.Relative Water Deficit Index (RWDI): Se obtiene por fifrencia relaitva entre la ET actual (ETa) y la potential (ETP) RWDI = (1 – ETa / ETP) 100 ETa se obtiene mediante el balance hidrico climatologico de Thornthwaite y Mather, considerando la capacidad de almacenaje de agua en el suelo correspondiente al tipo de suelo en la region, variando entre 50 y 150 mm para un suelo de un metro.

48 ETo TrPot = Kcp * ETo EPot = Kce * ETo Semis Réserve Front racinaireDynamique du Kc (fonction de LAI /loi de Beer, séparation E et Tr) Assimilation de C (fonction de ℇa et ℇ b, frein hydrique FAO…) Répartition de la BM utilisant des lois d ’allométrie Phénologie (PPisme, temps thermique...) ETo TrPot = Kcp * ETo EPot = Kce * ETo Semis 2 compartiments simulés Réserve Front racinaire Pluies Front d ’humectation Boîte à outils : Base de données, traitement de données, graphiques…

49 Humedad del suelo acoplada a un modelo de simulacion de cultivos como indice de sequias agricolas. Desarrollado en Queensland (Australia) para trigo de invierno (Oz-Wheat; see Potgieter et al. 2006) y sorgo (Potgieter et al. 2005). Figura adjacente muestra el porcentaje de recarga del suelo calculado mediante el Modelo “Agricultural Production Systems Simulation Model (APSIM)” en el periodo invernal. Agricultural Drought Indices in Current Use in Australia: Strengths, Weaknesses, and Limitations. Roger C. Stone

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51 Ejemplos de decisiones que se toman utilizando los resultados del Monitoreo de Sequias en Estados Unidos USDA Dried Milk Program USDA CRP Release hot spot trigger Numerous states use as a drought trigger (Governor’s declarations) USDA Livestock Assistance IRS (tax deferral on livestock losses) 2008 Farm Bill NWS Drought Information Statements Source: Svoboda, 2009

52 Indicadores segun impactos Australia y ganaderiaComités Locales de Sequia en cada Estado. Se toman como indices directamente los impactos (algunos de manera subjetiva) incluyendo: • Disponibilidad de pastos. • Disponibilidad de agua • Estado del ganado. • Evaluacion de los cambios en el numero de cabezas de ganado segun ventas forzadas o matanza. • Cantidad de grano necesario para alimentacion en establo. • Se hacen uso de otros indicadores o indices tales como el nivel de capacidad de retencion de agua en los suelos (medido en mm) y, a nivel regional, conocimiento de la capacidad de retencion de agua en las plantas conjuntamente con los ultimos niveles de recarga de agua de los suelos (V. Rudwick 2010, comunicacion personal; Potgieter et al. 2005). Los pronósticos estacionales estan a menudo acoplados con sistemas de modelizacion de cultivos, para ayudar a la evaluacion de las sequias en las zonas rurales

53 Francia – Modelos acopladosFrancia – Modelos acoplados. Atmosfera, cultivo/vegetacion, recursos hídricos/niveles/flujos

54 Francia – Severidad de la sequia en funcion de su duracion y el area afectada

55 Indicadores & Umbral de acción DefinicionesIndicadores: Variables que describen las condiciones de la sequia. Ejemplos: precipitacion, caudales de rios, aguas subterraneas, niveles de embalses, humedad del suelo, Indice de Palmer, … Umbrales de acción: Valores específicos de los indicadores que incian y terminan cada nivel de acción en un plan de sequías y en sus respuestas de gestiõn asociadas. Ejemplo: precipitacion por debajo del 5-percentil en dos meses consecutivos activa el nivel de Sequia 4 Source: Svoboda, 2009

56 Consideraciones en la elección de los Indicadores / Umbrales de accionDeteccion correcta y a tiempo de la Sequia Sensibilidad Espacial y Temporal De que se dispone y que nos piden. Cuando empieza pero tambien cuando termina la sequía Uso de indicadores múltiples y de indicadores compuestos Datos disponibles, validez y claridad Implementacion factible Source: Svoboda, 2009

57 Nuestros indicadores, estan relacionados con impactos en los sectores identificados como mas vulnerables?

58 Nuestros umbrales de decision asociados a los indicadores, estan relacionados con acciones que aumentan la resiliancia ante las sequias en los sectores agricolas más vulneables?

59 Muchas gracias por su atencion [email protected] www.wmo.int/agm