ABSTRACT Climate is a determining factor in agricultural production and climate change can affect this productivity. This, study aims to analyze the consequences of climatic change in the soil water dynamic and growth soybean in Southern Brazil. Scenarios were created for conditions of a 2 ºC temperature increase, a 20% reduction, and a 50% increase in precipitation rates, representing hot, dry and wet scenarios, respectively. The atmospheric forcing generated were used as input data for the agricultural version of the Integrated Biosphere Simulator model (Agro-IBIS) and simulations were carried out for a soybean growing season in the northwestern Rio Grande do Sul, Brazil. The following variables estimated by Agro-IBIS were analyzed: soil moisture, soybean leaf area index, evaporation, and transpiration. The results showed that the climatic changes projected by the simulations influence soybean growth in the study area. By increasing the temperature in 2 °C, the Agro-IBIS model indicated the occurrence of shorter crop growth cycles and even more impactful results on the leaf area index, with a 70% reduction in the highest values. Furthermore, a 50% increase in precipitation rate showed positive effects on agriculture, indicated by increased LAI in the reproductive period. On the other hand, a 20% reduction in precipitation has a negative effect, as it exposes the crop to water deficit conditions, impacting soil moisture and decreasing LAI. The soil evaporation is also intensified with increased temperatures due to the higher evaporative demand of the atmosphere and a significant decline in LAI. The transpiration for the hot scenario is more strongly impacted during the vegetative growth stage and leaf senescence.

RESUMO O Clima é um fator determinante na produção agrícola e as mudanças climáticas podem afetar esta produtividade. Assim, este estudo tem como objetivo analisar as consequências das mudanças climáticas na dinâmica da água no solo e do crescimento da soja no sul do Brasil. Foram criados cenários para condições de aumento de temperatura de 2 ºC, redução de 20% e aumento de 50% nas taxas de precipitação, representando cenários quentes, secos e úmidos, respectivamente. Os forçamentos atmosféricos gerados foram utilizados como dados de entrada para a versão agrícola do modelo de Simulação Integrada da Biosfera (Agro-IBIS) e simulações foram executadas para uma estação de cultivo de soja no noroeste do Rio Grande do Sul, Brasil. Analisaram-se as seguintes variáveis estimadas pelo Agro-IBIS: umidade do solo, índice de área foliar (LAI) da soja, evaporação e transpiração. Os resultados mostraram que as mudanças climáticas projetadas pelas simulações influenciam o crescimento da soja na área de estudo. Ao aumentar a temperatura em 2 °C, o modelo Agro-IBIS indicou a ocorrência de ciclos de crescimento de safra mais curtos e resultados ainda mais impactantes no LAI, com redução de 70% nos valores mais altos. Além disso, o aumento de 50% na taxa de precipitação mostrou efeitos positivos na agricultura, indicados pelo aumento do LAI no período reprodutivo. Por outro lado, a redução de 20% na precipitação tem efeito negativo, pois expõe a cultura a condições de déficit hídrico, impactando a umidade do solo e diminuindo o LAI. A evaporação do solo também é intensificada com o aumento das temperaturas devido à maior demanda evaporativa da atmosfera e um declínio significativo do LAI. A transpiração para o cenário quente é mais fortemente afetada durante o estádio de crescimento vegetativo e a senescência das folhas.

Resumo Durante a estação fria, episódios de uma ventania conhecida como Vento Norte (VNOR) são frequentes na região central do Rio Grande do Sul (RS). O fenômeno é caracterizado por intensas rajadas de vento de direção norte, acompanhadas de um aumento abrupto de temperatura e acentuado secamento. O estudo aponta que uma metodologia, baseada nas observações do desvio padrão de temperatura, permite identificar o início e término do fenômeno. Adicionalmente, o estudo mostra resultados de diferentes variáveis micrometeorológicas durante a ocorrência do evento. Perfis atmosféricos de início da manhã e de início da noite exibem uma camada mistura elevada sobre o centro do RS em associação com os fortes ventos do VNOR, indicando a presença de mistura turbulenta forçada mecanicamente durante o período noturno.

Abstract During the cold season, episodes of a windstorm known as Vento Norte (VNOR) are frequently observed in the city of Santa Maria, situated in the central region of Rio Grande do Sul (RS). The onset of this windstorm is characterized by strong gusts with northerly component which are accompanied by a sharp increase in temperature and abrupt drying. A methodology based on the observed behavior of the standard deviation of temperature during VNOR was successful in identifying the onset and demise of the windstorm. Additionally, the research shows the results of different micrometeorological variables during the event. Early morning and evening atmospheric profiles exhibit an elevated mixed layer over central RS in association with the strong VNOR winds, indicating the presence of mechanically-forced mixing during nighttime hours.

O objetivo deste trabalho foi testar um método de geração de informações da distribuição espacial e temporal da radiação fotossinteticamente ativa absorvida (RFAa), pela cultura da soja, a partir da quantificação da relação entre o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) e a fração da radiação fotossinteticamente ativa absorvida (FRFAa) pela cultura. O estudo abrangeu o município de Cruz Alta, um dos grandes produtores de soja do Rio Grande do Sul, durante duas safras: 2008/2009 e 2009/2010. Os dados de radiação fotossinteticamente ativa incidente (RFAi) foram monitorados em área experimental e os dados orbitais, provenientes de duas plataformas: Landsat/TM e Terra/MODIS, ambos com distribuição gratuita, mas com características distintas. Foi estabelecida uma relação linear simples entre o NDVI das imagens MODIS e a FRFAa obtida em dois períodos importantes do ciclo, semeadura e máximo desenvolvimento das plantas. Pelos resultados, observou-se que existe associação entre o NDVI e FRFAa, a qual pode, portanto, ser usada na geração de informações da RFAa pela cultura da soja ao longo do ciclo de desenvolvimento, permitindo, assim, um monitoramento temporal deste elemento.

The objective of this study was to test a methodology of data generation of the spatial and temporal distribution of the absorbed photosynthetically active radiation (RFAa) by the soybean crop based on the quantification of the relation between the normalized difference vegetation index (NDVI) and the fraction of absorbed photosynthetically active radiation (FRFAa) by the crop. The study covered the county of Cruz Alta, one of the largest producers of soybean in Rio Grande do Sul, Brazil, during the period of two harvest seasons: 2008/09 and 2009/10. The data of the incident photosynthetically active radiation (RFAi) were collected on the experimental area and the orbital data came from two platforms: Landsat/TM and Terra/MODIS, both with free distribution, but with distinct characteristics. A simple linear relation was established between the NDVI of the MODIS images and the FRFAa, obtained during two important periods of the cycle: sowing and maximum plant growth. The results showed that there is an association between the NDVI and the FRFAa that can, therefore, be used on the generation of RFAa data by the soybean crop throughout the development cycle, allowing the temporal monitoring of this element.