Remote sensing to assess drought in small-scale agricultural areas: a case study of drought in the central region of Rio Grande do Sul

Authors

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v33i19.16796

Keywords:

Agricultural drought, Extreme Events, Drought Indexes, Remote Sensing

Abstract

This study evaluated the use of remote sensing indices to monitor drought impacts on soybean production in small areas (<2km²). The study focused on seven areas located in Santiago (RS), spanning two crop cycles (Crop-1: 2018-2019 and Crop-2: 2019-2020). Satellite-derived precipitation data were used to calculate the Standardized Precipitation Index (SPI) and characterize the drought events that occurred between 2018 and 2020 in the study area. Additionally, temperature data were utilized to assess the occurrence of extreme heat events during the analysis period. The Enhanced Vegetation Index (EVI) data was employed to evaluate the effects of water deficit on soybean production. The results indicated three drought events between 2018 and 2020, with the most intense and severe period occurring between February and April 2020, coinciding with the planting phase in all areas. Furthermore, six heatwaves were identified, including one in March 2020, which coincided with the severe drought event, forming a compound drought-heat occurrence. Analysis of the EVI data revealed a more significant impact of water deficit on Crop 2, particularly in non-irrigated plots, resulting in lower productivity. Overall, the study demonstrated the feasibility of utilizing remote sensing techniques to monitor drought impacts on agricultural production, even in small areas.

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Author Biographies

Lidiane Cristina Oliveira Costa, Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden)

Meste em Sensoriamento Remoto no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), graduada em Engenharia Ambiental pela Universidade do Vale do Paraíba (2011). Experiência na área de Geociências, com atuação nos temas de uso e cobertura da terra na Amazônia (Pará) e estudos atuais dos impactos da seca na agricultura familiar (sequeiro) no semiárido brasileiro.

Suelen Roballo Fisher, Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden)

Graduação em Física Bacharelado pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Mestrado pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) na área de micrometeorologia com ênfase no estudo do escoamento atmosférico utilizando túnel de vento. Doutorado em Meteorologia pelo INPE na área de climatologia em que analisou-se a variabilidade atmosférica na América do Sul e vizinhanças utilizando uma ferramenta estatística conhecida com Padrão de Oscilação Principal (POP). Atuação também nas áreas de Hidrologia, Mudanças Climáticas e desenvolvimento sustentável. Atualmente tecnologista na área de Meteorologia no Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (CEMADEN/MCTI) em São José dos Campos/SP.

Ana Paula Martins Amaral Cunha, Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (Cemaden)

Possui graduação em Física pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho (2004). Mestrado em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2007) na área de micrometeorologia com enfoque em calibração de modelo de superfície para área de caatinga. Doutorado em meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2013) com enfoque em impactos climáticos das mudanças dos usos e cobertura na região semiárida. Tem experiência em modelagem de processos de superfície, aplicação de dados de Sensoriamento Remoto em modelos de interação biosfera-atmosfera e calibração e validação de modelos de superfície. Atualmente é Pesquisadora no Centro Nacional de Monitoramento e Alerta de Desastres Naturais (CEMADEN), onde desde 2016 desenvolve pesquisas voltadas para o Monitoramento e Avaliação do Risco de desastres associados às secas em todo o Brasil. Desde 2015, é membro do Comitê Gestor do Programa Garantia-Safra do Ministério do Desenvolvimento Agrário e Agricultura Familiar (MDA) e contribui sistematicamente na verificação de perdas agrícolas em razão da seca. Desde 2019, é Docente no Programa de Pós-Graduação em Desastres (ICT/Unesp - Cemaden/MCTIC) onde ministra as disciplinas "Monitoramento e previsão de riscos de secas" e "Mudanças climáticas e desastres naturais". Entre 2021 e 2022 foi pesquisadora visitante na Universidade de Augsburg - Alemanha, onde na ocasião desenvolveu um projeto de pesquisa no tema de eventos compostos de seca e calor, financiado pela Deutscher Akademischer Austauschdienst - DAAD.

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30/07/2023

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Oliveira Costa, L. C., Fisher, S. R., & Cunha, A. P. M. A. (2023). Remote sensing to assess drought in small-scale agricultural areas: a case study of drought in the central region of Rio Grande do Sul. Brazilian Journal of Climatology, 33(19), 208–231. https://doi.org/10.55761/abclima.v33i19.16796

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Vol. 33 (2023)

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