EL NINO IMPACT ON AGRICOLTURE IN THE CHOROTEGA REGION OF COSTA RICA

El Niño-Southern Oscillation (ENSO) is the main driver of the interannual variability of drought affecting the Chorotega region in Costa Rica facing the Pacific Ocean waters. It is a periodic alteration of Pacific Ocean surface temperature close to equatorial longitudes, which consists in an anomalous increase or diminution of Sea Surface Temperatures (SST) above or below average for a prolonged period, causing important changes in global patterns of climatic variables. Its warm phase “El Niño” is known to cause severe drought conditions in the with severe impact on natural resources, human health, water availability and more than any other fields, impact negatively agriculture which is one of the main economic activities in the region. This study aims to evaluate the impacts of the last two strongest El Niño events on agriculture with the help of remote sensing data from Landsat from 1990 to 2021, and modern cloud computing platforms such as Google Earth Engine. These technologies allow us to develop an improved outlook of historical patterns of key parameters correlated with ENSO. Landsat collection dataset was used to analyse the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) trends in the region from 1990 to 2021 and its response in cropland area after strongest El Niño events of the last 30 years, which happened in 1997-1998 and 2015-2016. Previous studies have widely investigated El Niño event and its impact in the Chorotega region, but analysis of the impact on agriculture through a long time NDVI change in cropland area to understand continuous effects of El Niño have not been reported in literature. Results showed that cropland area for both events was negatively affected during El Niño events, and that 2015-2016 event had more severe impact on agriculture than the 1997-1998 event. The two events had different temporal development and intensity, also the severity in which they hit the region is different, underlying the unpredictability of El Niño at the local scale. It is crucial to have a better understanding of the impact of this phenomenon on agriculture, leveraging current knowledge of past events is key to better identify most affected areas, specific impacts, and find solutions to support resilience and adaptation. Albeit national environmental protection policies to improve resilience exists, more specific interventions for agriculture and water resources management, based on scientific evidence, are needed to advance the response to upcoming events.

El Niño-Southern Oscillation (ENSO) è il principale responsabile della variabilità interannuale della siccità che colpisce la regione Chorotega in Costa Rica, affacciata sull’Oceano Pacifico. Si tratta di un'alterazione periodica della temperatura superficiale dell'Oceano Pacifico vicino alle longitudini equatoriali, che consiste in un aumento o in una diminuzione anomala delle temperature della superficie del mare (SST) al di sopra o al di sotto della media per un periodo prolungato, causando importanti cambiamenti negli andamenti globali delle variabili climatiche. La sua fase calda, "El Niño", è nota per causare gravi condizioni di siccità nella regione, con un forte impatto sulle risorse naturali, sulla salute umana, sulla disponibilità di acqua e, più di ogni altro campo, sull'agricoltura, che è una delle principali attività economiche della regione. Questo studio si propone di valutare l'impatto degli ultimi due eventi El Niño più forti sull'agricoltura con l'aiuto di dati di telerilevamento presi dalla raccolta Landsat dal 1990 al 2021 e di moderne piattaforme di cloud computing come Google Earth Engine. Queste tecnologie ci permettono di sviluppare una migliore visione dei modelli storici dei parametri chiave correlati all'ENSO. Il set di dati della raccolta Landsat è stato utilizzato per analizzare le tendenze dell'indice di vegetazione normalizzato (NDVI) nella regione dal 1990 al 2021 e la sua risposta nelle aree coltivate dopo gli eventi El Niño più forti degli ultimi 30 anni, verificatisi nel 1997-1998 e nel 2015-2016. Studi precedenti hanno ampiamente analizzato l'evento El Niño e il suo impatto nella regione di Chorotega, ma non è stata riportata in letteratura un'analisi dell'impatto sull'agricoltura attraverso la variazione dell'NDVI nel lungo periodo nelle aree coltivate per comprendere gli effetti continui di El Niño. I risultati hanno mostrato che l'area coltivata per entrambi gli eventi è stata colpita negativamente da El Niño, e che l'evento 2015-2016 ha avuto un impatto più grave rispetto a quello del 1997-1998. I due eventi hanno avuto uno sviluppo temporale e un'intensità diversi, anche la gravità con cui hanno colpito la regione è diversa, evidenziando l'imprevedibilità di El Niño a scala locale. È fondamentale avere una migliore comprensione dell'impatto di questo fenomeno sull'agricoltura, sfruttando le conoscenze attuali degli eventi passati per identificare meglio le aree più colpite, gli impatti specifici e trovare soluzioni per sostenere la resilienza e l'adattamento. Sebbene esistano politiche nazionali di protezione ambientale per migliorare la resilienza, sono necessari interventi più specifici per l'agricoltura e la gestione delle risorse idriche, basati su evidenze scientifiche, per migliorare la risposta ai prossimi eventi.