Metodología - Simulación de rendimientos

La base del sistema de predicción de cosechas es el modelo agronómico AquaCrop (4.0). Un modelo agronómico, en general, es un software que permite modelizar el desarrollo de un cultivo basado en una serie de datos de entrada como  puede ser, entre otros, las condiciones meteorológicas existentes en la zona , el tipo de suelo donde se implanta el cultivo, las técnicas culturales empleadas y las propias características de desarrollo del cultivo (fenología). 

AquaCrop, es un modelo agronómico desarrollado por la FAO (Food and Agriculture Organitation) y está particularmente ajustado para lugares donde el agua es el factor limitante para la producción. 

En este caso, la ejecución de AquaCrop es la más sencilla que se puede llevar a cabo de tal forma que únicamente se utilizan como parámetros de entrada los datos climáticos, los datos de suelo y la fenología del cultivo. En cuanto a los cultivos sólo se modelizan los de secano, es decir, se considera que el único aporte de agua es la lluvia. Por otra parte, es necesario remarcar que todos los aspectos sanitarios del cultivo que pueden afectar al rendimiento del mismo no se tienen en cuenta puesto que el objeto del proyecto no es simular un caso concreto sino obtener información para hacer estimaciones a gran escala.

Los resultados mostrados en el boletín son el fruto de una metodología que si bien no es complicada, es necesario entender para poder interpretar los resultados adecuadamente.

El planteamiento general del método es ejecutar AquaCrop en localizaciones fijas distribuidas regularmente en toda la Comunidad. Se distinguen dos tipos de ejecución: una a principio de campaña con los datos climáticos de la serie historica y otra cada uno de los días de campaña. La diferencia entre ambas viene marcada, básicamente, por los datos climáticos de entrada en el modelo. Por lo tanto, dentro de la metodología general, hay que distinguir tres aspectos: la localización de los puntos de ejecución o componente geográfica, la ejecución histórica del modelo y la ejecución del modelo en la campaña actual.

COMPONENTE GEOGRÁFICA

El primer aspecto a considerar es el ámbito geográfico de ejecución del modelo agronómico. En este sentido, y con el objetivo de cubrir toda la extensión de Castilla y León, se crea una malla regular de puntos separados 2 km que cubren toda la Comunidad. El siguiente paso es asignar a cada punto de la malla el valor de los datos de entrada que necesita AquaCrop: clima, suelo y cultivo. El cultivo se mantiene constante en todos los puntos de la rejilla. Por otra parte, para los datos de clima y suelo, se recurre a interpolaciones espaciales.

Los datos climáticos se interpolan a partir de los recogidos en todas las estaciones meteorológicas disponibles tanto de AEMET como de Inforiego (ITACyL), perteneciente a la Red SIAR (MAGRAMA), en total alrededor de 200 estaciones en toda la Comunidad.

En el caso de los datos edafológicos los datos de entrada son los almacenados en la Base de Datos de suelo de Castilla y León (http://suelos.itacyl.es/).

En el apartado DATOS EMPLEADOS Y SU ORIGEN de esta misma Web se puede encontrar información más detallada de los datos utilizados y su procesado.

EJECUCIÓN DEL MODELO CON DATOS HISTORICOS

En este paso se ejecuta el modelo agronómico en cada uno de los puntos de la rejilla de 2 x 2 km utilizando como datos climáticos de entrada los correspondientes a la serie histórica del último treintenio. De esta forma se obtiene un conjunto de 30 resultados en cada localización. Estos datos se promedian y se obtiene, de esta forma, un resultado histórico medio de producción. Éste será el dato base de comparación.

EJECUCIÓN EN LA CAMPAÑA ACTUAL

Todos los días de la campaña se ejecuta el modelo siguiendo el mismo patrón que con los datos históricos, es decir, se correr AquaCrop en cada uno de los puntos de la malla de 2 x 2 km que recubre toda la Comunidad. La diferencia fundamental entre esta ejecución y la histórica es la composición de los datos meteorológicos que nutren el modelo. Salvo estos datos, el resto de las entradas, suelo y fenología, se mantienen constantes.

Con respecto a los datos meteorológicos, dado que el modelo agronómico se ejecuta hasta final de campaña, es necesario componerlos hasta dicha fecha, aunque todavía queden meses por delante. Esta composición se hace de la siguiente forma:

• Desde el principio de la campaña (1 de octubre) hasta la fecha de emisión del informe se utilizan los datos recogidos por las estaciones meteorológicos de la red de AEMET e Inforriego, interpolándolos a la rejilla de 2 x 2 km. Son por tanto los datos reales observados de la campaña en curso.
• A partir de la fecha de emisión del boletín se incorpora la predicción meteorológica a diez días. Es decir, a la serie de datos reales se le añaden 10 días de predicción meteorológica procedente del Centro Europeo de Predicción Meteorológica a Medio Plazo.
• Y, tras esos diez días, se incorporan los datos climáticos de la serie histórica de treinta años utilizados en la ejecución histórica. Estos datos rellenan la serie desde el final de la predicción meteorológica hasta el final de la campaña (1 de julio).

Al proceder de esta forma se obtiene un conjunto de 30 escenarios de posibles rendimientos que se promedian en cada punto de la rejilla. Este resultado se compara con el valor promedio obtenido para ese punto en la ejecución histórica del modelo. De esta forma se obtiene un porcentaje de rendimiento esperado sobre la media de los últimos treinta años.

Otro dato que se ofrece es la evolución del porcentaje del rendimiento sobre la media a lo largo de toda la serie histórica a nivel provincial y de toda la Comunidad Autónoma.

Sin embargo, no todas las zonas dentro de una provincia tienen la misma intensidad de cultivo. Con el fin de evitar que zonas con baja o escasa intensidad de estos cultivos tengan una representatividad excesiva, la agregación provincial del rendimiento es la media ponderada por la superficie que ocupa cada cultivo en el marco de 2 x 2 km. La superficie ocupada por cada cultivo se extrae del Mapa de Cultivos y Superficies Naturales de Castilla y León.

RED DE ESTACIONES AGROMETEOROLÓGICAS DE LA RED SIAR(ITACYL-MAGRAMA) Y METEOROLÓGICAS (AEMET)

Los datos meteorológicos, especialmente precipitación, evapotranspiración y régimen de temperaturas, constituye el núcleo que alimenta diariamente al modelo agronómico. Para este proyecto se ha realizado la integración y armonización de los datos de las redes de estaciones de AEMET y de la Red SIAR en Castilla y León (ITACyL-MAGRAMA). Si bien, para la ejecución de la campaña en curso sólo se emplean datos de unas 200 estaciones automáticas (que se muestran en la figura), para la creación de los escenarios climáticos de los últimos 30 años se ha recurrido a la base de datos histórica de estaciones manuales de AEMET. En conjunto se manejan datos de más de 500 ubicaciones distintas.

BASE DE DATOS DE SUELOS DE CASTILLA Y LEÓN (ITACyL)

Se trata de un proyecto liderado por el ITACyL que tiene como objetivo recopilar y sistematizar toda aquella información sobre las características edafológicas de los suelos de Castilla y León. La base de datos de suelos contiene casi 12.000 muestras superficiales y entre los datos que almacena, se encuentra las características texturales. Estos datos se han interpolado a la malla de 2 x 2 km mediante el método geoestadístico Regression-Kriging. A partir de los datos texturales, mediante ecuaciones de edafotransferencia se ha calculado mallas de 2 x 2 km con los valores de permeabilidad y capacidad de retención de agua del suelo. Estos datos se encuentran disponibles para su descarga en la web del proyecto de suelos.

MAPA DE CULTIVOS Y SUPERFICIES NATURALES DE CASTILLA Y LEÓN (ITACYL)

El Mapa de Cultivos y Superficies Naturales de Castilla y León (MCSNCyL) es un mapa de ocupación del suelo, actualizado anualmente, obtenido a través de imágenes de satélite. El objetivo es disponer de una cartografía de ocupación del suelo que represente los cambios en los cultivos herbáceos anuales, mayoritarios en la Comunidad Autónoma, y en las superficies de vegetación natural. El proyecto se comenzó en el año 2014, y desde entonces se han generado mapas de los años 2011, 2012, 2013, 2014 y 2015. La información de este proyecto también está disponible para el público en su página Web.

AVANCE DE SUPERFICIE DE CULTIVOS (CONSEJERIA DE AGRICULTURA Y GANADERÍA, JCYL)

Se trata de una estimación de las superficies y producciones de los principales cultivos herbáceos y de las producciones de los principales cultivos leñosos de Castilla y León que se publica con una periodicidad mensual.

Estos datos se corresponden a la operación estadística Avances de superficies y producciones de cultivos, que gestiona el servicio de Estadística, Estudios y Planificación Agraria, dentro de un calendario determinado en función de las épocas de siembra y recolección de cada cultivo, en el marco del Plan estadístico nacional. En lo referente a los cereales de invierno, el primer avance de la campaña agraria se elabora en el mes de octubre. Si bien, en los períodos iniciales de la campaña, a falta de datos fiables, se fijan superficies próximas a las fijadas en la campaña anterior, que se van concretando en meses posteriores con información procedente de las declaraciones de ayudas.

PROYECTO MEDSCOPE

Dentro del proyecto ERA4CS MEDSCOPE en el que participa AEMET, se ha desarrollado un prototipo que pretende mejorar el sistema utilizado hasta ahora, que hace uso de la climatología desde abril hasta junio, para obtener la predicción de cereales de invierno, por un prototipo que a comienzos de la primavera utilice la regionalización de las predicciones estacionales del modelo System-5 del ECMWF para abril-mayo-junio. Ello ha conllevado además de la regionalización de los campos de predicción estacional, el rediseño completo del sistema que funciona actualmente y también de su postproceso y verificación, además de la evaluación de los resultados obtenidos en comparación con el sistema actual.

Una vez evaluados los resultados, durante la próxima campaña 2020-2021, se correrán de manera simultánea ambos prototipos, mostrando los resultados mas adecuados.

Se puede encontrar más información sobre el proyecto MEDSCOPE en la Web: https://www.medscope-project.eu/