The lower Mississippi River alluvial valley (LMRAV) in northwestern Mississippi is characterized by a flat landscape and predominantly agricultural land use. The fluctuations in surface heat flux throughout the crop cycle due to land cover modifications are thought to have an impact on the regional weather. This research analyzes changes in convective patterns over the LMRAV based on the rapid variations in land cover as a result of the seasonal harvest cycle. Focusing on synoptically weak days between 2012-2016, data from the GOES 13-15 satellite visible imagers were used due to their 1-km spatial resolution and ability to distinguish lower clouds over a warm surface. By comparing the spatial and temporal patterns of convective clouds, the study confirmed that convective patterns do change based on land cover evolution resulting from the harvest cycle. These changes were likely a result of low-level thermal and moisture changes resulting from variations in evapotranspiration.

L'objectif est d'évaluer sur le plan agro-climatique les options de réalisation d'une culture de printemps dans les hautes vallées du Nord du Vietnam. A partir d'hypothèses sur les contraintes agro-climatiques s'exerçant sur ces options, un modèle de simulation et le dispositif expérimental permettant de le caler et de l'évaluer ont été élaborés. Une expérimentation virtuelle replaçant les cultures de printemps envisagées (riz, riz « aérobie », maïs et soja) dans le climat de trois régions contrastées sur ce plan a ensuite été réalisée, le long d'un gradient d'altitude, et sous différentes modalités techniques, notamment de dates de semis. Cette démarche a été appliquée successivement aux deux grands cas de figure rencontrés dans les montagnes : irrigation des parcelles dès le printemps, et conduite en régime pluvial (irrigation praticable seulement pour le cycle estival). Elle a conduit à identifier, pour chacun de ces cas de figure et chacune des régions et cultures étudiées des fenêtres de semis favorables, intervalles de dates de semis pour lesquelles la culture de printemps présente peu de risques. La taille de cette fenêtre constitue ainsi un indicateur synthétique de la contrainte climatique pour une culture donnée dans un lieu donné : plus cette fenêtre est étroite, plus on peut s'attendre à ce qu'il soit délicat pour les producteurs de pratiquer la culture. Les résultats confirment clairement que même lorsque l'eau d'irrigation est abondante, le climat des montagnes du Vietnam ne permet pas partout de pratiquer une culture de printemps. Les risques identifiés sont la destruction par le froid pendant les stades précoces de la croissance végétative, l'allongement du cycle au-delà de la date où le riz irrigué d'été doit être installé selon la pratique actuelle, l'obtention de rendements nettement abaissés du fait de la faiblesse du rayonnement global et des températures pendant la première partie de la saison. Pour ce contexte irrigué, la culture qui échappe le mieux à ces contraintes dans les simulations est le soja, suivie du maïs et du riz conduit en semis en plein champ. Le riz semé en pépinière et repiqué est apparu comme le plus sensible aux contraintes de températures.En conditions pluviales, la culture de printemps est nettement plus délicate tout particulièrement à cause des retards de levée et des stress hydriques pendant la phase de croissance végétative liés aux faibles précipitations de début de saison. Le soja reste la culture pour laquelle la contrainte de durée de cycle est la plus faible, mais son rendement simulé est fortement réduit par les stress hydriques. Le riz « aérobie » et le maïs sont des options envisageables en conditions strictement pluviales aux altitudes relativement modestes dans tous les climats étudiés. La géographie de l'extension des cultures de printemps au Vietnam est ainsi esquissée. Des perspectives de recherche sont proposées en vue d'accroître cette aire d'extension. Outre ces acquis importants pour l'agriculture locale, cette thèse confirme l'intérêt et l'efficacité d'une approche de modélisation ad hoc pour ce type de question agro-climatique. / The goal of this thesis was to assess the agro-climatic feasibility of introducing a supplementary crop during the spring season in the high valleys of the mountainous northern Vietnam. From hypotheses drawn about the way climate constrained such crops, a simulation model and the experimental device required for calibrating and evaluating it were elaborated. A virtual experiment was carried out in order to submit the candidate crops (rice, “aerobic rice”, maize and soybean) under the contrasted climates of three regions, along the elevation gradient and under several technical management, especially sowing dates. This approach was applied consecutively to the two major cases occurring in these mountains: crop irrigated during the whole spring, and rainfed crop (land irrigable during summer only). This approach led to identify, for each of these two cases and for each of the studied regions and crops, favourable sowing windows, i.e. intervals of sowing dates for which the risks associated to spring crop are low. The size of such windows provides a synthetic indicator of the climatic constraint for a given crop at a given place: the narrower the window, the more difficult it is expected to be for farmers to practice the option.Results clearly confirmed that even if irrigation water is abundant, the climate of the mountains in Vietnam does not allow practicing the spring crop everywhere. The risks that were identified were crop destruction by lethally cold temperature during early vegetative stages, maturity delayed beyond the date at which the irrigated rice of summer must have been sown according to current practice, and obtaining yield neatly decreased due to low global radiation and temperature during the first half of the season. Under irrigated conditions, the simulated crop that best escaped these constraints was soybean, followed by maize and direct seeded rice. Rice sown in nurseries and transplanted showed more sensitive to temperature constraints.Spring crop showed strongly trickier under rainfed conditions, especially due to delays in seedlings emergence and water stresses during vegetative growth, in relation with low rainfall during the early part of the season. Soybean remained the crop with the shortest duration, but its simulated yield was strongly reduced by water stresses. “Aerobic rice” and maize were possible options under fully rainfed regime at relatively low elevations only, under any of the regional climates studied. Thus, the feasibility area of spring crops was thus sketched. Research perspectives were proposed, aiming at increasing this area. Additionally to these results, targeted at serving local agriculture, this work confirmed the value and effectiveness of an ad hoc modelling approach for agro-climatic studies of this kind.

Tesis por compendio / [ES] Los cítricos son el cultivo frutícola más importante de Uruguay en términos de producción, superficie y aporte económico. Considerando la gran contribución de los sistemas agroalimentarios a los impactos ambientales, evaluar aquellos asociados a la producción citrícola en el país cobra gran relevancia para transitar hacia sistemas alimentarios sostenibles. En esta línea, el objetivo de la presente tesis es evaluar estos impactos ambientales mediante la utilización del análisis de ciclo de vida (ACV) y estudiar aspectos metodológicos clave de su aplicación a la producción citrícola. Se lleva a cabo una revisón crítica de la literatura de ACV de cítricos y se desarrollan cuatro casos de estudio en establecimientos representativos de la región, en concreto, la producción de limones, mandarinas y naranjas, y la producción de plantones en vivero. Los impactos se evalúan de la cuna hasta la puerta del establecimiento, usando unidades funcionales tanto de masa como de área y datos primarios correspondientes a varias temporadas de cultivo. Los principales puntos críticos ambientales detectados son las emisiones de campo producto de la aplicación de fertilizantes, la irrigación, y la producción de óxidos de cobre. Desde el punto de vista metodológico, se destaca la importancia de usar distintas unidades funcionales y de abordar la variabilidad temporal y la especificidad según el sitio de los datos de inventario, así como de usar métodos de caracterización de impactos regionalizados. Se observa que la contribución de las primeras etapas del cultivo al impacto ambiental de la producción citrícola es baja. / [CA] Els cítrics són el cultiu de fruita més important de l'Uruguai en termes de producció, superfície i aportació econòmica. Considerant la gran contribució dels sistemes agroalimentaris als impactes ambientals, avaluar aquells associats a la producció citrícola del país cobra gran rellevància per a transitar cap a sistemes alimentaris sostenibles. En aquesta línia, l'objectiu de la present tesi és avaluar aquests impactes ambientals utilitzant l'anàlisi de cicle de vida (ACV) i estudiar aspectes metodològics claus de la seua aplicació a la producció citrícola. Es fa una revisió crítica de la literatura d'ACV de cítrics i es desenvolupen quatre casos d'estudi en explotacions representatives de la regió, en concret, la producció de llimes, mandarines i taronges, i la producció de plançons en viver. Els impactes s'avaluen del bressol fins a la porta de l'establiment, usant unitats funcionals tant de massa com d'àrea i dades primàries corresponents a diverses temporades de cultiu. Els principals punts crítics ambientals detectats són les emissions de camp, producte de l'aplicació de fertilitzants, la irrigació, i la producció d'òxids de coure. Des del punt de vista metodològic, es destaca la importància d'usar diferents unitats funcionals i d'abordar la variabilitat temporal i els aspectes lloc-específics de les dades d'inventari, així com d'usar mètodes de caracterització d'impactes regionalitzats. S'observa que la contribució de les primeres etapes del cultiu a l'impacte ambiental de la producció citrícola és baixa. / [EN] Citrus is the most important fruit crop in Uruguay in terms of production, area, and economy. Considering the great contribution of agri-food systems to environmental impacts, evaluating those associated with citrus production in the country becomes highly relevant to move towards sustainable food systems. In this line, the goal of this dissertation is to evaluate these environmental impacts using life cycle assessment (LCA) and to study key methodological aspects of its application to citrus production. Literature on citrus LCA is critically reviewed and four case studies are developed in representative agricultural holdings of the region, specifically, the production of lemons, mandarins and oranges, and the production of seedlings in nurseries. Impacts are assessed from cradle to gate, using both mass and area functional units and primary data for several growing seasons. The main environmental hotspots detected are on-field emissions from fertiliser application, irrigation, and copper oxides production. As to methodology, the relevance of using different functional units and addressing temporal variability and site-specificity of inventory data is highlighted, as well as using regionalised impact characterisation methods. It is observed that the contribution of the first stages of the crop to the environmental impacts of citrus production is low. / Maria Inés Cabot is the recipient of a PhD scholarship (POS_EXT_2018_1_154319) from the National Agency for Research and Innovation (ANII, Uruguay) and received a support scholarship for the completion of postgraduate studies (BFPD_2023_1#46477920) from the Postgraduate Academic Commission (CAP, University of the Republic). / Cabot Lujambio, MI. (2023). Evaluación de la sostenibilidad ambiental de la producción citrícola en el Uruguay mediante análisis de ciclo de vida [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/199490 / Compendio