Extreme weather events in Sudan Savanna Region of West Africa

Abstract

Climate and weather extremes generally lead to crop yield, income and consumption losses. Despite their occurrence at the farm level, very little has so far been done to empirically assess weather risks and their effects on welfare at the farm household level, especially, in the West African Sudan Savanna. This thesis analyzes intra-seasonal risk of weather extremes, farmers' adaptation, and impacts of climate shocks on farm households' welfare in the Sudan Savanna of West Africa. The study is based on data from primary and secondary sources and is organized into three main chapters. <br /> Using descriptive techniques, Markov chain model and climatic indices for monitoring weather extremes, it is found that the major climatic threats to crop and livestock production in the regions are rainfall and temperature related. In responding to intra-seasonal climatic threats, some of the farmers practice early planting to take advantage of the first rains, while majority of the farmers either plant late to avoid early-season dry spells or spread their planting to minimize production losses. It is found that for the early planters, the chances for seedlings to be exposed to dry spells of 10 days is estimated at 26.9% to 34.6% in the next 30 days from April 1, while for late planters there is a 36.5% to 48.0% probability for crops to be exposed to dry spells of 21days in the next 30 days from October 28. For the spreaders, there is a high probability for seedlings to be exposed to dry and hot spells and intense precipitation between May and October.<br /> Employing descriptive techniques, Poisson regression and multivariate probit model for analyzing farmers' perception of and adaptation to weather extremes, it is found that farmers' perception of changes in the local climate are in conformity with climatic trends. In adapting to recent changes in the local climate, farmers in the regions implemented a total of 12 adaptation strategies. Although farmers are found to be more likely to adopt a mix of adaptive strategies, they are 7 times more likely to resort to the joint adoption of 6 low-cost measures than adopting 5 capital-intensive measures. This suggests that financial capabilities play major role in farmers adaptation decisions. Institutional and infrastructural measures like distance to markets, access to extension services and credit are found to be the most important determinants of farmers adaptation choices. <br /> Econometric and mathematical programming models are used in the final chapter to simulate the impact of climate shocks on farmers' welfare in the Northern Savanna of Ghana. Farmers were grouped into homogenous units. Three groups of farmers were identified. These are, two poor farmers groups who operate under low input conditions on medium-scale farms (Clusters 1 and 2), and less poor farmers who operate under high input conditions on small-scale farms. It is found that, compared to the current rainfall distribution, a drier future could result in total income loss of about 3.70% (in Cluster 3) to 23.75% (Cluster 1). Under this scenario, the quantity of food available for consumption is predicted to decrease across all the three clusters, although a greater decrease is expected in Cluster 1. Besides the predicted changes in income and consumption, a drier future could result in 13.6%, 5.69% and 3.33% decreases in the shadow price of rainfed lands in Clusters 1, 2 and 3 respectively. It is found that irrigation expansion in the study area could lead to income gains of about 3.98% to 35.32% under the current rainfall distribution, while investment in research and development efforts could lead to income gains of about 10.31% to 33.48%. The poor farmers of Clusters 1 and 2 are expected to benefit the most from these two interventions. <br /> In conclusion, the study shows that policy efforts made to improve farmers access to markets, credit, extension services, and timely and accurate weather forecasts could enhance farmers' adaptation to climate shocks, while the implementation of appropriate adaptation strategies could help to curb the adverse impacts of climate and weather shocks.

Klima- und Wetterextreme rufen generell Verluste in Ernte, Einkommen und Nachfrage hervor. Obwohl sie bereits auf lokaler Ebene sichtbar sind, wurde bisher wenig unternommen, um Wetterrisiken und ihre Auswirkungen auf Lebensbedingungen auf Haushaltlevel empirisch zu erfassen, vor allem in der Westafrikanischen Sudan-Savanne. Diese Arbeit analysiert intrasaisonale Risiken von Wetterrisiken, Anpassung von Bauern und Auswirkungen von Klimaschocks auf Lebensbedingungen von Kleinbauern in der Sudan-Savanne von Westafrika. Die Studie basiert auf primären und sekundären Datenquellen und lässt sich in drei Kapitel gliedern.<br /> Deskriptive Methoden (Markov-Modell sowie klimatische Indizes für das Monitoring von Wetterextremen) ergaben, dass die bedeutsamsten klimatischen Bedrohungen für Land- und Viehwirtschaft in der Region niederschlags- und temperaturbedingt sind. Um intrasaisonale Klimabedrohungen entgegenzuwirken, säen einige Bauern früh aus, um frühe Regenfälle zu nutzen, während die Mehrzahl entweder spät aussät, um den Feldfrüchten frühe Trockenperioden zu ersparen, oder die Aussaat zeitlich verteilen, um das Risiko für Ernteausfälle zu verkleinern. Die Ergebnisse der Gruppe der früh aussäenden Bauern zeigen, dass die Jungpflanzen mit einer Wahrscheinlichkeit von 26,9% und 34,6% in den Tagen ab dem 1. April einer Trockenperiode von 10 Tagen ausgesetzt sind. Für die Gruppe der spät aussäenden Bauern beträgt die Wahrscheinlichkeit 36,5% bis 40,0%, dass die Feldfrüchte Trockenperioden von 21 Tagen in den 30 Tagen ab dem 1. Oktober ausgesetzt sind. In der Gruppe der Bauern, die die Aussaat verteilen, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass die Jungpflanzen Heiß- und Trockenperioden und intensivem Regen zwischen Mai und Oktober ausgesetzt sind. <br /> Weitere deskriptive Methoden (Poisson-Verteilung und multivariable Probit-Modell für die Analyse der Anpassung an und Wahrnehmung von Wetterextremen der Kleinbauern) zeigten, dass die Wahrnehmung von Veränderungen im Lokalklima mit klimatischen Trends übereinstimmt. Um sich an diese Veränderungen anzupassen, nutzen Bauern insgesamt zwölf Anpassungsstrategien. Obwohl sie tendenziell einen Mix aus verschiedenen Anpassungsstrategien anwenden, ist es siebenmal wahrscheinlicher, dass sie auf eine Kombination aus sechs kostengünstigen Methoden zurückgreifen als auf eine Kombination von fünf kostenintensiven Methoden. Dies deutet darauf hin, dass finanzielle Ressourcen eine wichtige Rolle in der Entscheidungsfindung für Anpassungsmaßnahmen spielen. Institutionelle und infrastrukturelle Maßnahmen wie die Entfernung zu Märkten, Zugang zu staatlichen Leistungen und Krediten sind laut den Ergebnissen die wichtigsten Faktoren im Entscheidungsprozess. <br /> Ökonometrische und mathematische Programmierungsmodelle werden im letzten Teil angewandt, um die Auswirkung von Klimaschocks auf die Lebensbedingungen von Bauern in der nördlichen Savanne in Ghana zu simulieren. Bauern wurden in homogene Einheiten eingeteilt. Drei Gruppen von Bauern wurden identifiziert: zwei Gruppen in hoher Armut, die unter Bedingungen mit geringem Input in Farmen auf mittlerer Skala (Cluster 1 und 2) operieren und eine Gruppe mit geringerer Armut, die unter Bedingungen mit hohem Input in Farmen auf kleiner Skala operiert. Die Ergebnisse zeigen, dass, im Vergleich zu der aktuellen Niederschlagsverteilung, eine trockene Zukunft einen Einkommensausfall von 3,70% (in Cluster 1) bis 23,75% (Cluster 3) hätte. In diesem Szenario kann vorhergesagt werden, dass die Quantität der Nahrung, die für Konsum zur Verfügung steht, in allen drei Clustern sinkt, wobei die größte Abnahme in Cluster 1 erwartet werden kann. Neben den vorausgesagten Veränderungen in Einkommen und Konsum kann eine trockene Zukunft zu einer Abnahme von 13,6%, 5,69% und 3,33% der Schattenpreise von Regenfeldbau in Cluster 1, 2 und 3 führen. Verstärkte Bewässerung in der Studienregion kann bei aktuellen Niederschlagsbedingungen zu Einkommenssteigerungen von 3,98% bis 35,32% führen, während Investitionen in Forschung und Entwicklungsmaßnahmen das Einkommen von 10,31% bis 33,48% steigern könnte. Die Bauern aus armen Verhältnissen in Cluster 1 und 2 könnten von dieses zwei Eingriffen am meisten profitieren. <br /> Zusammenfassend zeigt diese Studie, dass politische Bemühungen für einen verbesserten Zugang von Bauern zu Märkten, Krediten, staatlichen Leistungen und rechtzeitigen und akkuraten Wettervorhersagen die Anpassung an Klimaschocks verbessern könnte. Die Implementierung von geeigneten Anpassungsstrategien könnte dann dazu beitragen, die nachteiligen Auswirkungen von Klima- und Wetterschocks zu dämpfen.