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PROJET CIBLE CHANGEMENTS CLIMATIQUES ET AGRICULTURE "CLIMAGRI"

SOUS-PROJET 2
Agriculture italienne et changements climatiques

THÉMATIQUE 2.3
Effet des modifications du climat sur les risques de gelées (hivernales, précoces et tardives) et sur la vernalisation des espèces cultivées

RESPONSABLE DE LA RECHERCHE
M. Franco Zinoni
Agence régionale prévention et environnement (ARPA-SMR, Bologne)


FINALITÉ DE LA RECHERCHE
La défense des gelées tardives représente pour plusieurs pays un des aspects principaux auxquels il faut faire face pour la conservation de la production. Les techniques sont différentes, avec des possibilités d’emploi, des coûts, des degrés de protection, d’interaction avec l’environnement assez variées. En Italie la défense s’est développée principalement dans le Trentin en utilisant l’irrigation sur frondaison et de façon plus contenue en Sicile en utilisant des ventilateurs.

La recherche de systèmes efficaces contre les gelées a été active dans les années 70 dans d’autres régions, avec des expériences visant à l’utilisation de moyens de protection aptes à réduire la perte de chaleur par rayonnement. Les résultats n’ont pas été encourageants, souvent à cause de l’application difficile de la méthode. Ensuite, jusqu’à la moitié des années 90 la défense a été abandonnée. L’impulsion successive est liée aux bons résultats obtenus sur les études effectuées en Emilie-Romagne basées sur l’irrigation antigel sous frondaison, avec une défense efficace et un impact environnemental bas.

Au cours d’un congrès qui a eu lieu en novembre 1998 à Lanxade en France, une préoccupation croissante et une alerte générale ont été mises en évidence pour la fréquence et l’intensité des gelées qui se sont vérifiées dans les années 90. Ce qui paraît curieux, c’est que ce retour systématique, une année sur deux, du gel printanier des années 90, succède à une décennie ou les gelées tardives étaient pratiquement absentes ou très limitées. Elle étaient confinées dans les zones les plus défavorisées climatiquement, et dans l’ensemble, marginales pour la production agricole.

L’observation des résultats de l’enquête conduite en France est plus qu’une simple confirmation statistique de ce qui a été remarqué au cours d’études récentes conduites en Italie; une plus grande incidence des gelées tardives déduite des études effectuées en France et en Italie démontre que le phénomène ne peut pas être défini comme impromptu et local, mais il revêt des connotations à grande échelle. Il pourrait faire partie d’une tendance évolutive du climat.

Des études récentes effectuées dans la province de Modène et dans la région de l’Emilie-Romagne ont mis en évidence l’aspect physique des gelées typiques de la région Padane, liées à des phénomènes de rayonnement nocturne du sol. L’analyse géostatistique des données a permis d’identifier les zones les plus exposées à l’effet du gel. Leur incidence est fortement mise en relation avec la composante topographique du territoire.

Normalement, les zones les plus froides sont situées dans le zone de plaines proches des collines et dans les fonds de vallée, tandis que la zone des collines apparaît plus chaude, avec des hausses de températures de l’ordre de 7 – 10 °C en passant du niveau de la plaine à une altitude de 200 – 300 m.

En considérant le rôle important joué par les gelées tardives au cours de la dernière décennie, il est certain qu’une intervention ciblée, avec des réponses correspondant aux attentes du secteur, crée un induit respectable, avec des répercussions positives dans le secteur de l’agriculture, des services, de l’industrie. Elle produirait des moyens de défense et créerait dans le secteur social les conditions nécessaires pour la sauvegarde des postes de travail.


BUT DE LA RECHERCHE
La recherche se propose d’évaluer l’effet du changement climatique en cours, sur certaines situations particulières, capables de causer des dégâts considérables dans le secteur agricole national. Redéfinir pour certaines zones typiques de l’agriculture italienne la probabilité de gelées précoces ou tardives et les mettre en relation avec les cycles de développement des principales cultures prévues sur la base des scénarios futurs représente un instrument d’analyse et de prévision de l’effet d’une des principales adversités météorologiques. Il est également important d’étudier au préalable la disponibilité des unités de froid (unités de temps ecoulées au-dessous d’une certain seuil de temperature) en relation aux exigences des cultures principales, à la tendance des températures hivernales observées au cours des dernières années et prévues pour le futur. La prévention des dégâts de gelées est aussi l’objet d’études à travers l’évaluation de l’efficacité des systèmes de défense les plus éco-efficaces.

La recherche produira une série d’élaborations cartographiques et statistiques. Grâce à cette série, il sera possible définir les stratégies de production nécessaires de la part des organismes prédisposés à la programmation, des services techniques et des agriculteurs. Cela permettra de réduire ou de mesurer le risque lié aux températures basses ou au manque d’unité de froid à la suite de changements climatiques probables. En particulier, on a prévu des cartographies à différentes seuils de probabilité de fréquence, d’intensité des gelées, de probabilité d’accumulation d’unités de froid et de tableaux de fréquence et répétition des gelées par classe d’intensité et de type.

L’analyse conjointe entre les probabilités de gelées et de développement des cultures permettra de produire des cartographies et des analyses statistiques sur la possibilité, la fréquence et la distribution de productions mineures prévues à cause de l’effet des températures minimales calculées par les scénarios futurs. On détectera des systèmes de défense plus efficaces pour la prévention des dégâts provoqués par les gelées. La méthodologie et les logiciels développés par le projet seront disponibles pour des mises à jour et études ultérieures et pour appliquer la méthode proposée dans d’autres zones de la nation.


DESCRIPTION DE LA RECHERCHE ARTICULÉE SUR TROIS ANS
Les résultats des fiches de recherche relatives aux scénarios climatiques prévus dans le sous-projet 1 du projet cible «CLIMAGRI» représenteront la base météorologique sur laquelle effectuer l’étude détaillée en ce qui concerne la répétition, l’incidence des gelées et la distribution des unités de froid par type de cultures, pour les vingt ans à venir.

A partir de la modification du climat on s’attend en outre à une modification du calendrier phénologique. Les modèles phénologiques, calibrés et proposés au cours du projet cible «Phénologie pour l’agriculture». Ils représenteront la base du modèle pour identifier la nouvelle distribution des stades de développement sensibles pour les différentes cultures. Sur cette nouvelle base sera définie la probabilité de risque.
L’application des modèles de développement et de l’analyse climatique sur les points de grille utilisés pour l’étude des scénarios et des prévisions saisonnières à échelle locale, sera intégrée à l’effet orographique à échelle détaillée. Tout ces efforts serviront à saisir l’effet local.

La recherche prend en l’examen les principales cultures d’intérêt national. Il s’agit des cultures industrielles, maraîchères, fruitières qui sont sensibles à l’effet de gelées ou qui ont besoins de froid. En particulier, on a identifié les suivantes espèces : pomme de terre, tomate, oignon, betterave, maïs, pêcher, abricotier, pommier, vigne, actinidia.

L’analyse des données sera effectuée selon des programmes géostatistiques en analysant pour chaque culture la répétition d’évènements critiques et en délimitant les zones intéressées.

Les études concerneront des secteurs importants de la production agricole nationale qui sont hautement sujets au risque climatique. Les zones identifiées sont: la Plaine du Pô (Bergame, Voghera, Modène, Cesena,), le Trentin (Vallée de l’Adige), la plaine de l’Italie centrale (Agro Romano, Piana de Caserte). On effectuera d’abord une étude climatologique de la situation moyenne actuelle et on mettra ensuite en œuvre des campagnes spécifiques de mesures pour déterminer la variabilité du territoire.


PREMIÈRE ANNÉE
  • Activité de projet et coordination avec les unités opérationnelles consacrées à l’étude de scénarios climatiques;
  • Recherche et définition des standards opérationnels en relation à l’organisation des cultures prévues dans le projet;
  • Définition des standards opérationnels en relation à l’organisation des données et des modèles;
  • Mise en œuvre des stations pour les mesures agrométéreologiques;
  • Acquisition des modèles de développement des cultures;
  • Définition des indices synthétiques de sensibilité au gel pour les différentes espèces;
  • Prédisposition de la banque de données avec des paramètres topoclimatiques;
  • Définition de la structure et du développement d’un logiciel opérationnel.


DEUXIÈME ANNÉE
  • Développement d’un logiciel opérationnel;
  • Mise en œuvre des modèles de développement des cultures;
  • Acquisition des données provenant des unités opérationnelles servant à l’étude des scénarios climatiques (ligne de recherche 1.3 du projet CLIMAGRI);
  • Mesures des termes de bilan énergétique et de rayonnement;
  • Tarage des procédés;
  • Simulation de possibles scénarios agronomiques.


TROISIÈME ANNÉE
  • Analyse combinée entre les facteurs de risque et le développement des cultures;
  • Définition des indicateurs de risque;
  • Production de cartographies et rapport;
  • Transposition de la méthodologie et des produits de la recherche à l’unité de coordination et de documentation du projet (ligne de recherche 4.1 du projet CLIMAGRI);
  • Mise à jour des banques de données régionales;
  • Divulgation des résultats dans les congrès, les revues spécialisées et les rencontres techniques.


RÉSULTATS ATTENDUS AU COURS DE LA PREMIÈRE ANNÉE
  • Stratus d’informations numériques du terrain à l’échelle de détail;
  • Modèle intégré topoclimatique. Il permet de mettre à jour la climatologie des gelées en utilisant les données relevées des différentes stations météorologiques et la topographie du sol à échelle de détail (1:25.000 – 1:10.000).
  • Définition de standard pour l’évaluation d’un indice synthétique de réceptivité du territoire aux gelées tardives en relation à la fréquence, à l’intensité et au retard avec lesquels se sont vérifiées les gelées dans les zones qui concernent l’étude.
  • Rapport sur la sensibilité aux gelées des différentes espèces.


ASPECTS INNOVATEURS
La recherche a comme objectif l’analyse du risque climatique effectuée à travers l’élaboration conjointe des données météorologiques relevées dans les zones étudiées selon les typologies de temps météorologique et la prévision à long terme. Le paramétrage des aspects physiques de la gelée représente un instrument de connaissance fondamental pour une correcte caractérisation du territoire en relation au risque climatique et pour le développement des modèles de post-élaboration des prévisions météorologiques. Ces modèles sont spécifiques pour la détermination du risque sous-tendu à des évènements météorologiques modérés pour l’intensité et la variabilité spatiale comme le sont les gelées tardives.

L’aspect innovateur de la recherche par rapport aux études précédentes concernant l’impact des scénarios climatiques futurs sur les productions agricoles est représenté par l’attention portée sur certains paramètres météorologiques. Ces derniers peuvent avoir un effet catastrophique sur la production. Au contraire, normalement, l’attention est portée sur l’effet moyen exercé par les facteurs environnementaux (température, CO2) sur la croissance des plantes. En outre, l’étude du risque météorologique effectué seulement sur les données climatologiques, au cours de situations de changements climatiques en vigueur comme souligné par les études (Climate change 1992: the supplementary report to IPCC scientific assessment; et travaux successifs de la commission) et par les résultats des commissions qui s’occupent des aspects du climat au niveau national («Plan d’action national contre la désertification», «Plan national de recherche pour la protection du climat»), risque de produire des résultats inutilisables pour la planification des nouvelles installations dans les principales zones de production nationales.

Le résultat de la recherche constituera un instrument de travail pour affronter rationnellement les aspects relatifs à la planification des choix en agriculture, en relation aux facteurs suivants: sélection variétale, techniques agronomiques, techniques de défense, délimitation des zones de risque spécifique (instrument de support à la définition de la vocation du territoire).


RETOMBÉES TECHNICO-SCIENTIFIQUES/ÉCONOMICO-SOCIALES
En considérant le rôle important joué par les gelées tardives au cours de cette dernière décennie, il est certain qu’une intervention spécifique, avec des réponses répondant aux attentes, puisse déterminer un induit de tout respect ayant des répercussions positives dans le secteur de l’agriculture, des services, de l’industrie. l’intervention pourra produire des moyens de défense et créer dans le secteur social les conditions nécessaires pour la sauvegarde des postes de travail.

Le projet fournit une série de supports techniques pour l’élaboration de données, indispensables pour une planification correcte des programmes d’assistance technique, basés sur la définition des zones destinées aux différentes productions agricoles.

Parmi les avantages économiques, il en existe certains qui sont plus facilement quantifiables. A cette première catégorie appartiennent les avantages directs pour l’agriculteur et pour le contribuant. La stabilité des rendements productifs est un élément important pour la stabilisation des revenus agricoles, en particulier dans une condition de marché global, à l’intérieur duquel le prix ne se ressent pas de la production locale, mais qui est attentif à l’offre et à la demande au niveau international. Dans ces cas, une intervention qui s’adresse à la sauvegarde locale de la production représente des avantages considérables, puisque on ne peut plus s’attendre à une hausse locale des prix à la suite des productions insuffisantes déterminées par les facteurs climatiques.

L’activité saisonnière liée à la campagne de récolte et de transformation du produit local se ressent lourdement des résultats liés aux cycles saisonniers défavorables, surtout par rapport aux adversités dévastatrices comme le gel et la grêle. La sauvegarde de la production locale se transforme automatiquement avec le maintien des postes de travail, ou avec une augmentation, considérant l’induit lié à l’activité de l’industrie et du tertiaire. D’autres aspects sociaux essentiels concernent les avantages liés à la chaîne opérationnelle entière: une organisation correcte des informations entre les agriculteurs, les associations de catégorie et des produits et des différents sujets destinés à la gestion des programmes de planification, d’assistance technique et de la défense des productions.


BIBLIOGRAPHIE ESSENTIELLE
  • Cellier Pierre, 1993. An operational model for predicting minimum temperatures near the soil surface under clear sky conditions. J. Appl. Meteor., 32, pp 871 – 883.
  • Figuerola P.I., N.A. Mazzeo, 1997. An analytical model for the prediction of nocturnal and dawn surface temperatures under calm, clear sky conditions. Agr. And For. Met., 85 (1997), pp 229 – 237.
  • Zinoni F., S. Anconelli, L’irrigazione sottochioma contro le gelate tardive. Agricoltura, Ass. Agr. Regione Emilia Romagna, Bologna, dicembre 97, pp 56 – 59.
  • Anconelli S., F. Zinoni. Prime valutazioni sull’efficacia di alcuni microirrigatori, statici e dinamici, da impiegare per l’irrigazione antibrina sottochioma. Rivista di irrigazione e Drenaggio, Edagricole, Bologna, n. 3, 1998, pp 37 – 42.









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