Les images satellites et les prévisions des modèles de la NASA aident régulièrement les agences agricoles et d'aide à surveiller les performances des cultures dans le monde et à se préparer aux pénuries alimentaires.

« Dans les années 1970, les États-Unis ont réalisé que les effets de la sécheresse sur l'agriculture mondiale affectaient gravement les décisions en matière de commerce et d'aide alimentaire, alors que les informations au sol et les prévisions de sécheresse étaient très limitées, " a déclaré Brad Doorn, responsable du programme des ressources en eau à la Division des sciences de la Terre au siège de la NASA, Washington. "Les observations de la Terre depuis l'espace fournissent la persistance, informations globales nécessaires pour détecter les précipitations, Température, l'humidité du sol, et les conditions de végétation qui nous donnent une image plus complète des conditions qui conduisent à la sécheresse, ainsi que ses impacts."

L'une des régions de la planète que la NASA et ses agences partenaires surveillent de près est l'Afrique australe, qui a connu une année d'extrêmes. Des conditions excessivement sèches se sont développées dans certaines parties de la région vers le début de la campagne de maïs 2018-2019 en octobre et persistent jusqu'à aujourd'hui, mettant des millions de personnes en danger de famine. Des pays comme la Namibie, Le Zimbabwe et l'Angola sont confrontés à certaines des pires sécheresses jamais enregistrées. Pour empirer les choses, deux cyclones tropicaux ont frappé des régions du Mozambique et des régions environnantes en mars et avril, provoquant des inondations et des pertes de récoltes importantes dans la région touchée.

La sécheresse est liée à El Niño, une configuration météorologique liée à un réchauffement persistant dans le Pacifique tropical central et oriental, qui devrait durer jusqu'à la fin de 2019. El Niño apporte des températures élevées et une pénurie de précipitations en Afrique australe. Lorsque les pénuries de précipitations persistent, elles évoluent en déficits d'humidité du sol, qui peut décimer les cultures pluviales - le type le plus prédominant en Afrique australe, où moins de 10 % des terres arables sont irriguées.

Chacune des étapes menant à la sécheresse agricole est visible depuis l'espace. À mesure que les conditions de sécheresse se développent, Les modèles informatiques de la NASA qui utilisent des mesures satellitaires fournissent des perspectives pour les mois à venir.

Mesurer l'humidité

Une équipe du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland, a développé un système d'assimilation de données qui prend les observations du satellite Soil Moisture Active Passive (SMAP) de la NASA et les intègre dans le système de prévision des récoltes du Foreign Agricultural Service (FAS) du département américain de l'Agriculture, qui est utilisé par l'agence pour surveiller les sécheresses et les inondations régionales et prévoir le rendement des cultures. SMAP, lancé en 2015, mesure la teneur en eau des sols et peut donner un premier avertissement sur le stress des cultures.

« Les analystes des cultures du FAS utilisent les informations améliorées sur l'humidité du sol que nous leur fournissons pour prédire l'impact de la sécheresse sur la croissance des cultures et estimer le rendement attendu en fin de saison. Les prévisions de rendement des cultures sont mises à jour mensuellement et sont présentées par rapport au rendement de l'année dernière et du mois dernier estimations, " a déclaré Iliana Mladenova, chercheur à Goddard.

Le modèle d'humidité du sol de l'USDA FAS intègre également des observations sur les précipitations et la température pour dériver l'humidité du sol. Mais il y a des régions du monde où les pluviomètres sont rares ou ne sont pas correctement entretenus, comme l'Afrique australe. Des mesures directes par satellite de l'humidité du sol à ces endroits peuvent être utilisées pour corriger le modèle des erreurs de précipitation et améliorer les estimations du modèle de la teneur en eau du sol à la surface et dans la zone racinaire, la région du sol d'où les plantes extraient l'eau.

Le programme des sciences appliquées de la NASA collabore avec le FAS depuis 2005. À l'époque, les mesures d'humidité du sol proviennent de la mission satellite AMSR-E (Advanced Microwave Scanning Radiometer) de la NASA. Mladenova espère pouvoir éventuellement combiner les mesures de différentes missions satellitaires dans une sorte "d'almanach de l'humidité du sol".

Alertes précoces contre la famine

La NASA fait également partie d'un effort interinstitutions financé par l'Agence des États-Unis pour le développement international (USAID) qui fournit une alerte précoce et une analyse des cas d'insécurité alimentaire aiguë dans le monde. La NASA contribue au Famine Early Warning System Network (FEWS NET), en exécutant des modèles de prévision saisonnière pour prédire l'évolution de la température et des précipitations, ainsi que d'autres variables hydrologiques, jusqu'à six mois à l'avance.

"La mission de FEWS NET est d'informer les États-Unis où nous pourrions avoir besoin d'envoyer de l'aide, " a déclaré Christa Peters-Lidard, hydrologue et directrice adjointe d'Hydrosphere, Biosphère, et la géophysique au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. « Si un pays est dans une situation où il est incapable d'atténuer la sécheresse parce qu'il n'a pas la capacité d'irriguer ou d'accéder à des marchés alimentaires alternatifs, c'est là que les États-Unis et nos partenaires à travers le monde doivent décider d'envoyer ou non de l'aide."

La NASA est impliquée dans FEWS NET depuis son lancement, en 1985. Cette collaboration de longue date est passée d'une collaboration axée principalement sur la télédétection des conditions de la végétation à une autre qui tire parti du système d'information terrestre de la NASA, un cadre logiciel qui intègre des observations par satellite et au sol avec des modèles.

Les efforts de la NASA pour surveiller la sécheresse agricole ne deviendront que plus importants à l'avenir, avec des sécheresses qui devraient devenir plus fréquentes et plus intenses à mesure que le climat se réchauffe.

"Il y a beaucoup d'incertitudes sur ce que l'avenir réserve à l'Afrique australe en ce qui concerne les précipitations, mais il existe des preuves d'observation que les températures de l'air augmentent dans toute la région, " a déclaré Amy McNally, chercheur à Goddard et à l'Université du Maryland à College Park, Maryland. "Des températures plus élevées sont associées à une plus grande aridité, ce qui signifie plus d'évaporation des réservoirs et des sols plus secs."