CLIMATIC RISC ZONING-AGRICULTURE PUBLIC POLICY WHAT, WHERE AND WHEM TO PLANT – 5565 MUNICIPALITIES I.) 1996 – INTRODUCTION OF THE CLIMATIC RISK ZONING II.) 2012 - MAPA – 115,2 Bilhões de Reais III.) GLOBAL WARMING AND AGRICULTURE SCENARIOS 2008. GOF/BRITISH EMBASSY New Geography of Brazilian Agriculture 9 CULTURES AND 1 PASTURE/CATTLE RAISING 2012. WORLD BANK. 23 GCMs and 3 RCMs. 7 CULTURES and PASTURE 1

PREVISÃO: TEMPO-CLIMA Bonan, 2008

(Uma vez para cada estação meteorológica) Introdução Processo de Zoneamento Agrícola Executado 1000s de vezes (Uma vez para cada estação meteorológica) Executado 10s de vezes (Uma vez para cada decêndio) Executado 10s de vezes (Uma vez para cada decêndio) Chuva BIPZON BIPZON ISNA Decendial Interpolação Grade Interpolada Classificação e geração de mapas Temperatura Mapas Radiação Solar KC Tempo de Processamento: - Antes (processamento sequencial – 1 máquina): horas - Depois (processamento distribuído – 20 máquinas): ~10 minutos - Incluindo novos produtos Shapefile

Agrometorological Crop Database: Modeling/Simulation Process Model(s) Input Data Simulation & Analysis Planting Date Definition based on: Integration indexes WRSI = ETR/ETM (Water Requirement Satisfaction Index) Rain excess probability on harvest Water Deficit High Temperatures Low Temperatures Climate Information: P, T, Water Def. Climate Information: P, T, Water Def. Agrometorological Crop Database: Cycle and phenological phases Culture Coef. (Kc) Phenological critical phase Soil Water Retention Root Zone Definition of cutting criteria by culture, in terms of water consumption 4

ANALISES EFETUADAS - MAPAS E LISTAGEM DE MUNICIPIOS Nova Geografia da Agricultura Brasileira CULTURAS: 9 (Arroz, Feijão, Soja, Milho, Mandioca, Girassol, Cana, Café, Algodão) (Pastagem e Gado de Corte) MODELOS: PRECIS A2 – PRECIS B2 ANOS: Atual, 2010, 2020, 2050, 2070 AGUA SOLO (mm): 30, 50, 70 CICLOS: 2 DECÊNDIOS: 36 TOTAL: 9cult x 9cen = 81 mapas finais 81 x 36dec = 2.916mapas Mapas primarios = 2.916 x 2cicl x 3cad = 14.580 Testes modelos = 5 72.900 mapas gerados no processo Total de simulações = 396 Tempo Processamento – Cerca de 20 horas/cada 5

SCenAgri – Simulação de Cenários Agrícolas Futuros HDFS Computadores Dedicados Servidor Web (SCenAgri) Base de Dados Interface Web Computadores Não-Dedicados Grade Computacional 25 comps -> 120

Modelos climáticos usados nas avaliações do IPCC: GCMs: FAR (1990), SAR (1996), TAR (2001) e AR4 (2007). 212 pixels RCMs:PRECIS, BRAMS, ETA. Pixel 50 x 50 Km. 6.000 pixels. A complexidade dos modelos vem aumentando e os cenários são mais consistentes e aderentes ao clima atual. Novos modelos: 5 x 5 Km “Microclima”: 100 x 100 m

Metodologia Grande variabilidade dos dados gerados pelos modelos Aplicação Média Móvel e Delta de T°

Soybean Base Year 2010 OPTIMISTIC Region Planted Area 2009 (ha) 2020 ∆ (%) 2030 South 8.285.716 6.195.738 -25,2 5.826.299 -29,7

Arábica Coffee Actual Risk Zoning Irrigation Necessary Low Climatic Risk Irrigation Recommended Frost Risk High Temperature Risk High Climatic Risk

Arabica Coffee Scenary A2 - Year- 2050 17,15% R$ 1,6 Área de baixo risco 17,15% Irrigation Necessary Low Climatic Risk Irrigation Recommended Frost Risk High Temperature Risk High Climatic Risk Prejuízo em bilhões R$ 1,6

Os números indicam observações recebidas - por dia -em um centro de previsão de tempo

Abadia dos Dourados-MG TABELA FINAL Precis A2 Precis B2 Município Cultura Atual 2020 2050 2070 Abadia de Goiás-GO Milho X Cana   Girassol Arroz Algodão Feijão Soja Café Abadia dos Dourados-MG

% Variation related to actual area CROP Potencial Area 2010 (Km2) Model Precis A2 - 2020 % Variation related to actual area Model Precis A2 - 2050 Model Precis A2 - 2070 COTTON 4.029.507 3.583.461 -11,07 3.449.349 -14,40 3.380.202 -16,12 RICE 4.168.806 3.764.488 -09,70 3.655.029 -12,32 3.577.169 -14,19 COFFEE 395.976 358.446 -9,48 328.071 -17,15 265.243 -33,01 SUGARCANE 619.422 1.608.994 159,76 1.477.816 138,58 1.351.441 118,18 BEAN 4.137.837 3.957.481 -04,36 3.715.178 -10,21 3.587.559 -13,30 SUNFLOWER 4.440.650 3.811.838 -14,16 3.709.223 -16,47 3.633.928 -18,17 CASSAVA 5.169.795 5.006.777 -03,16 5.886.398 13,48 6.268.634 21,26 CORN 4.381.791 3.856.839 -11,98 3.716.684 -15,18 3.624.487 -17,28 SOYBEAN 2.790.265 2.132.001 -23,59 1.837.447 -34,15 1.635.239 -41,39 Global and regional drivers of accelerating CO2 emissions. (JOmetto) PNAS, doi:10.1073/pnas.0700609104

Metodologia Método proposto por Gleik (1986) Cálculo da variação de temperatura de modelos climáticos Temperatura Simulada = Equação Regional de Temperatura + ∆

“Em momentos de crise, só a imaginação é mais importante que o conhecimento” - Einstein

Metodologia Comportamento dos modelos com mesma tendência CENÁRIOS PESSIMISTA E OTIMISTA

ScenAgri Simulador de Cenários Agrícolas Aplicação da metodologia de zoneamento de risco climático; Sistema computacional de alto desempenho; Embrapa Informática Agropecuária; Interface WEB Base: BIPZON Modelo de Balanço Hídrico Sequencial (Simulação - 10 dias) ISNA – Fase mais sensível GRID 120 computadores 100.000 simulações

Simulações dos Cenários Agrícolas Cenários Pessimista e Otimista 7 Culturas Milho 1°Safra e 2° Safra Algodão Arroz Soja Feijão 1°Safra e 2°Safra Cana-de-açúcar Trigo Modelo BRAMS (com e sem precipitação simulada) 2010, 2020 e 2030 5 Regiões

Soybean Base Year 2010 PESSIMISTIC Region Planted Area 2009 (ha) 2020 ∆ (%) 2030 South 8.285.716 4.626.311 -44,2 4.271.544 -48,4

Deste trabalho X Modelo PRECIS Resultados - SOJA Comparação de Resultados - 2020 Deste trabalho X Modelo PRECIS 2020 Cenário (%)   Otimista Pessimista Soja -13,0 -24,0 Modelo PRECIS (Assad & Pinto, 2008) -21,62 -23,59

Continuidade dos Trabalhos Redução dos efeitos das mudanças climáticas Duas Linhas: Adaptação Biotecnologia Cultivares resistentes à seca Mitigação Práticas de manejo do solo Calcário/Gesso Plantio Direto Novas Simulações

Um modelo climático é um software ou código para computador contendo dezenas a centenas de milhares de linhas codificadas usado para processar dados e gerar previsões sobre a evolução do clima da Terra em função da evolução dos GEE.

ETP Meteorological stations Water balance Determination of Evapotranspiration Potential (ETP) Average temperature (month and years) 2010,2020,2030 Determination of phenological phases Sowing date Soil type Climatic Risks by municipality Meteorological stations Average monthly temperature Kc index Duration of phenologic al phases Rain daily data Final ZONING Crop Water Stress Index ETP

Metodologia

A cadeia de processos que define o clima Interações com geleiras Interações biogeoquímicas Interações oceano-terra- atmosfera Impactos climáticos Teleconexões do clima terreste 1000 dias Energia Solar 100 dias 10 dias 1 dia Concentração de gases de efeito estufa

Sistema Climático Sol OCEANOS CONTINENTES ATMOSFERA (semanas-meses) Camada Limite Atmosférica (dias) Camada de Mistura (meses) Gelo Oceânico (meses, décadas) Neve (dias) Lagos, litosfera, biosfera (meses, décadas) Sistema Climático Geleira (10-100 anos) Camadas de gelo (10 k anos) Oceano profundo (100-1000 anos) OCEANOS CONTINENTES Tectônica – fluxo térmico da terra/forçante antropogênica