Clima

 

O risco monitorado a partir do SATÉLITE

A gestão eficiente do perigo da estiagem na agricultura depende da quantidade e da qualidade da informação sobre as condições de campo frente às anomalias climáticas

Rogério Campos, professor do Departamento de Matemática e Estatística, Instituto de Física e Matemática da Universidade Federal de Pelotas/RS, Vitor Ozaki, professor do Departamento de Economia, Administração e Sociologia da Esalq/USP

Como em qualquer atividade, o produtor toma riscos ao desempenhar a atividade agropecuária. Das variáveis que compõem esse risco, a Condição Excepcional de Seca Agronômica (Cesa) é a de maior importância e a mais complexa para ser controlada, na medi- Emater/RS da em que afeta milhares de produtores em uma vasta extensão territorial. A Cesa ocorre quando a água disponível às culturas, precipitada ou armazenada no solo, fica abaixo do limite requerido em momentos críticos de desenvolvimento da cultura. Sem exceção, a Cesa gera impactos econômicos e sociais perversos para as regiões que possuem sua estrutura produtiva baseada na atividade agropecuária. Tomando como referência os últimos 20 anos, segundo o estudo da Universidade Federal de Santa Catarina (Ufsc), apenas no Rio Grande do Sul 457 municípios efetuaram 2.643 notificações de ocorrência de Cesa. Segundo estimativas oficiais, na safra 2004/05, o país sofreu uma quebra de safra na produção de grãos da ordem de 20 milhões de toneladas, com prejuízos estimados em R$ 10 bilhões.

Embora as características do evento variem significativamente de uma região para outra, a seca é um fenômeno climático recorrente que afeta todas as zonas climáticas. Em Cesa, o risco pode ser administrado com práticas agronômicas (exemplos: irrigação, adoção de variedades resistentes e escalonamento de plantio) e instrumentos de gestão de risco como o apoio à comercialização e ao seguro agrícola. Embora importantes na administração do risco, esses instrumentos possuem alcance limitado e não são eficientes em manter o faturamento do produtor rural.

As políticas de gestão de risco climático não evoluem no país em função, principalmente, da escassez de informações sobre o risco de ocorrência de Cesa em uma dada localidade ao longo do tempo. As instituições financeiras encontram incertezas ao conceder empréstimos frente ao desconhecimento do risco de haver insucesso na produção e a consequente impossibilidade do produtor pagar os empréstimos. Por sua vez, a indústria de seguros não absorverá tais riscos pelo mesmo motivo.

A gestão eficiente do risco depende da quantidade e da qualidade da informação sobre as condições de campo frente às anomalias climáticas. No atual cenário, a informação disponível é obtida de estações meteorológicas de superfície distantes centenas de quilômetros umas das outras. Técnicas estatísticas são utilizadas para produzir mapas meteorológicos a partir das observações obtidas dessa rede esparsa de estações. Consequentemente, as condições de desenvolvimento das culturas são muitas vezes estabelecidas com informações estimadas de localidades longínquas, sem relação com as condições específicas do campo.

Para melhorar a informação antecipada sobre o nível de risco de Cesa, árduos e dispendiosos trabalhos de campo têm sido realizados por técnicos que visitam propriedades e utilizam da experiência para levantar a informação sobre o estado da cultura. Esse procedimento de campo tem sido de fundamental importância na estimativa antecipada do risco de perda de produção agrícola regional. Porém, por conta dos custos operacionais e da indisponibilidade de técnicos treinados, o procedimento não é aplicado de forma rotineira e sistemática para todas as regiões.

No gráfico superior, mapa da cultura da soja obtido de imagens de satélite; no abaixo, mapas de rendimento da soja no Paraná na safra 2008/2009; (a) para todo estado e (b) apenas para as áreas de soja mapeadas nas imagens de satélite

Destacadas as fontes usuais de produção de informação antecipada para o gerenciamento de riscos, percebe-se que há restrições quanto à limitação espacial e ao custo operacional na aquisição dessa informação. Percebe-se também a carência de um sistema que seja capaz de integrar as informações provenientes de diferentes fontes. Muitos países da Europa e os EUA avançaram bastante na produção de informação antecipada sobre o desempenho da safra. Esse avanço se deu em grande parte por meio de sistemas de estimativas baseados em diferentes métodos e fontes de informação espacial sobre as condições de campo. Esses sistemas passaram a incorporar dados obtidos a partir de satélites para produzir informações integradas entre campo, estações meteorológicas e satélite.

Geser — É dentro desse conceito de utilização da ferramenta que o Núcleo de Monitoramento do Grupo de Estudos em Seguros e Riscos (Geser) desenvolve metodologias para monitorar o risco agrícola associado à perda de rendimento em anomalias climáticas. Desde 2009, o Núcleo realiza estimativas de rendimento em escala regional das principais culturas agrícolas (milho e soja). As estimativas são baseadas em ferramentas de análises que integram meteorologia, modelos de previsão, agrometeorologia, análise estatística e imagens de satélite.

Mas como os satélites dão suporte à produção de informação para gerenciamento de risco? Os satélites transportam uma gama diversa de sensores capazes de realizar medições sobre a quantidade de energia solar modificada pela atmosfera e pela superfície onde se desenvolve a cultura. Como muitos processos de modificação da energia podem ser associados às variações da atmosfera e da cultura, a organização dessas No gráfico superior, mapa da cultura da soja obtido de imagens de satélite; no abaixo, mapas de rendimento da soja no Paraná na safra 2008/2009; (a) para todo estado e (b) apenas para as áreas de soja mapeadas nas imagens de satélite Divulgação 44 | ABRIL 2013 CLIMA medições no formato de imagens possibilita elaborar mapas sobre as condições de campo.

É importante destacar que as mais difundidas aplicações viabilizadas a partir das imagens de satélites são a identificação e, consequentemente, o mapeamento de culturas agrícolas. O mapeamento da área agrícola por meio das imagens de satélite tem sido principalmente aplicado na elaboração das estatísticas agrícolas, mas também possibilita determinar se anomalias climáticas estão ocorrendo sobre as áreas agrícolas mapeadas. Os mapas de culturas são fundamentais para se medir o risco como função da intensidade com que áreas agrícolas estão sendo afetadas pelo complexo padrão espacial das anomalias climáticas.

Sistemas de antecipação de alerta que incorporaram o monitoramento por satélite passaram a quantificar a perda de rendimento agrícola baseando-se em relações científicas úteis entre as imagens de satélite e o estado da cultura. Entre as relações mais exploradas está o monitoramento da evolução do vigor vegetativo da cultura ao longo do ciclo. A energia medida na região do vermelho é sensível à presença do nitrogênio na biomassa da cultura, enquanto a energia na região do infravermelho é modificada pelo desenvolvimento (quantidade) da biomassa sobre a superfície do solo.

Como os satélites tomam sucessivas medidas ao longo do ciclo agrícola, é possível acompanhar o perfil temporal do vigor vegetativo das culturas. Conhecidos os padrões de vigor detectados em anos de alta e de baixa produtividade, a evolução do vigor da safra corrente pode ser analisada de forma comparativa. Essa detecção é base para muitos sistemas de alerta antecipado de déficit de desenvolvimento vegetativo ocasionado por seca.

Inúmeras abordagens podem ser utilizadas para detectar mudanças nas condições da cultura no espaço e no tempo com vistas à estimativa da perda de rendimento por imagens de satélite. Podese optar pela utilização unicamente das imagens de satélite, mas também pela relação entre imagens e variáveis meteorológicas. Entre as possibilidades mencionadas, a integração das imagens com variáveis meteorológicas apresenta um sinergismo atraente. Reconhecidamente, dados meteorológicos são coletados em alta frequência temporal (em média, uma observação por hora), mas são observações esparsas sobre a superfície. Para as regiões com boa cobertura, estima- se que uma observação meteorológica seja obtida a cada 100 quilômetros. Por outro lado, os sistemas de imageamento por satélite que adquirem ao menos uma imagem por dia, em média, amostram a superfície a cada mil metros.

Como uma substancial parcela do risco agrícola pode ser mapeada com base no monitoramento da umidade disponível à cultura em fases específicas do ciclo agrícola, muitos estudos estão sendo dedicados ao desenvolvimento de métodos para detectar Cesa por meio da combinação de imagens de satélite e variáveis meteorológicas. O propósito das pesquisas é gerar um índice sensível à seca e que possa ser calculado com base na variação da temperatura da superfície obtida de imagens diárias de temperatura da superfície.

Os dados de estações precisam ser integrados na geração do índice de seca, já que a temperatura da superfície obtida por satélite precisa ser confrontada com as condições meteorológicas de algumas posições dentro da região monitorada. Para o sucesso dessa integração, as medições precisam ser simultâneas, as variáveis meteorológicas precisam ser coletadas no mesmo instante em que as imagens estão sendo obtidas. Entre muitas aplicações que a metodologia pode ter, destaca-se a gestão de risco agrícola com detalhe espacial bastante superior ao que seria possível apenas por meio de estações de superfície.

Embora possa se dizer que as informações de satélite tenham potencial ilimitado de utilização no monitoramento do risco de Cesa, ainda existem muitos problemas na operacionalização dos métodos baseados nessa tecnologia. A extração da informação depende da interpretação da variação de energia medida no ambiente complexo onde se desenvolve a cultura. Diante da infinita possibilidade de combinações solo-cultura-atmosfera, existem muitas variáveis atuando ao mesmo tempo quando a imagem de satélite é obtida de uma área agrícola. Por conta disso, existe sempre a necessidade de se trabalhar com informações auxiliares (as de campo, principalmente) na interpretação das informações de imagens de satélite. É fundamental que a tecnologia seja vista como uma informação científica, independente e complementar a outras fontes de informação, porém imprescindível para o futuro da geração de informação para o agronegócio global.

Europa e EUA estão mais avançados na produção de informação antecipada, sobretudo em razão de sistemas de estimativas baseadas em diferentes métodos e fontes de informação espacial sobre as condições do campo