Weather index drought insurance: an ex ante evaluation for millet growers in Niger

In the Sudano-Sahelian region, which includes South Niger, the inter-annual variability of the rainy season is high and irrigation is scarce. As a consequence, bad rainy seasons have a massive impact on crop yield and regularly entail food crises. Traditional insurances based on crop damage assessment are not available because of asymmetric information and high transaction costs compared to the value of production. We assess the risk mitigation capacity of an alternative form of insurance which has been implemented in India since 2003: insurance based on a weather index. We compare the capacity of various weather indices to increase utility of a representative risk-averse farmer. We show the importance of using plot-level yield data rather than village averages, which bias results. We also illustrate the need for out-of-sample estimations in order to avoid overfitting. Even with the appropriate index and assuming a substantial risk aversion, we find a limited gain of implementing insurance, roughly corresponding to, or slightly exceeding, the cost of implementing such insurances observed in India. However, when we treat separately the plots with and without fertilizers, we show that the benefit of insurance is higher in the former case. This suggests that insurances may increase the use of risk-increasing inputs like fertilizers and improved cultivars, hence average yields, which are very low in the region.Agriculture, index-based insurance., Crop Production/Industries, Risk and Uncertainty, G21, O12, Q12, Q18, Q54.,

Impacts Potentiels du Changement Climatiques sur les Rendements des Principales Céréales (Mil et Sorgho) Cultivées au Niger : Cas des Communes de Balleyara, Dan Issa, Dogo, Harikanassou, Illéla, Magaria et Mokko

Le changement climatique constitue une menace majeure pour la population de l’Afrique de l’Ouest et du sahel. Le Niger est pleinement concerné par cette situation se traduisant par une grande variabilité pluviométrique et une forte récurrence de sècheresses depuis les années 1970s. Cette étude, analyse l’impact du changement climatique sur les rendements du mil et du sorgho dans les communes rurales de Balleyara, Dan Issa, Dogo, Harikanassou, Illéla, Magaria et Mokko au Niger. Deux variétés de mil (HKP et SOMNO) et une de sorgho (Caudatum) ont été testées. Les données climatiques utilisées sur la période de référence 1990-2020 proviennent de la Météorologie Nationale du Niger et de l’AGRHYMET Centre Climatique Régional pour l’Afrique de l’Ouest et le Sahel. Le modèle SARRA-H (V33) a été utilisé pour simuler les rendements des différentes variétés sur la période de référence et les périodes futures (2010-2039 et 2040-2069), sur la base des RCP4.5 et 8.5. Pour chaque commune, les données des scénarios futurs de changement climatique ont été générées par 05 modèles globaux choisis parmi les 29 testés dans le cadre du projet AgMIP, en tenant compte de 05 conditions climatiques : Fraiche et Humide, Fraiche et Sèche, Moyenne, Chaude et Humide, Chaude et Sèche. Trois dates de semis, deux types de sols et deux niveaux de fertilité du sol ont été considérées dans le modèle SARRA-H, pour chaque commune. Les rendements simulés pour les variétés de mil et de sorgho sur la période 1990-2020 ont été plus élevés dans la commune de Magaria et plus faibles dans celles de Balleyara et Illéla, en particulier pour un semis tardif fait sur un sol non-fertile. Les impacts des scénarios climatiques futurs se sont traduits par des baisses de rendements des variétés testées allant de -5% à -70% selon les RCP, les horizons, les communes, les types de sol et les dates de semis. La variété de mil photopériodique SOMNO a été la moins sensible aux scénarios climatiques testés et la variété de sorgho Caudatum la plus sensible. Ces résultats montrent que le choix des variétés et des dates de semis les plus adaptées aux conditions pédoclimatiques locales peut atténuer l’impact du changement climatique sur les rendements agricoles au Niger et au Sahel, notamment avec l’apport de fertilisants et le déploiement de mesures de réduction des impacts négatifs des déficits pluviométriques.   Climate change is a major threat to the population in West Africa and the Sahel. Niger is fully affected by this situation, resulting in high rainfall variability and a strong recurrence of droughts since the 1970s. This study analyzes the impact of climate change on millet and sorghum yields in the rural communes of Balleyara, Dan Issa, Dogo, Harikanassou, Illéla, Magaria and Mokko in Niger. Two varieties of millet (HKP and SOMNO) and one of sorghum (Caudatum) were tested. The climate data used for the reference period 1990-2020 come from the Niger National Meteorology Service and the AGRHYMET Regional Climatic Center for West Africa and the Sahel. The SARRA-H (V33) crop model was used to simulate the yields of the different varieties over the reference period and future periods (2010-2039 and 2040-2069), based on RCP4.5 and 8.5. For each municipality, data on future climate change scenarios were generated by 5 global models chosen from the 29 tested as part of the AgMIP project, considering 5 climatic conditions: Cool and Humid, Cool and Dry, Average, Hot and Wet, Hot and Dry. Three sowing dates, two soil types and two soil fertility levels were considered in the SARRA-H model for each municipality. The simulated yields for millet and sorghum varieties over the period 1990-2020 were higher in the commune of Magaria and lower in those of Balleyara and Illéla, specially for the late sowing date on non-fertile soil. The impacts of future climate scenarios resulted in reductions in yields of the varieties tested ranging from -5% to -70% depending on the RCP, horizons, municipalities, soil types and sowing dates. The photoperiod sensitive millet variety SOMNO was the least sensitive to the climatic scenarios tested and the Caudatum sorghum variety the most sensitive. These results show that the choice of varieties and sowing dates best suited to local soil and climate conditions can reduce the impact of climate change on agricultural yields in Niger and the Sahel, particularly with the provision of fertilizers and the deployment of measures that reduce the negative impacts of rainfall deficits

Caracteristiques Spatio – temporalles de la Variabilite Climatique au Benin (Afrique de L’ouest)

L’instabilité climatique se traduit par une variabilité spatiotemporelle des principaux paramètres notamment les précipitations et la température constituent une menace pour le développement durable du Bénin. L’objectif de cet article est d’analyser les principales caractéristiques spatiotemporelles de la variabilité climatique à l’échelle du territoire nationale. Les données utilisées relèvent des six stations synoptiques et concernent les périodes allant de 1960 à 2021. Les indicateurs de la variabilité climatique analysés dans le présent travail sont les précipitations journalières et la température mensuelle. L’indice de précipitation normalisé (SPI) proposé àl'origine par Mckee et al. (1993) est utilisé comme un indice de suivi de lasécheresse et recommandé par l’organisation météorologique mondiale. Le Bénin à l’instar des autres pays de l’Afrique de l’Ouest a connu une variabilité pluviométrique dans les 60 dernières années. Cette variabilité varie suivant chaque évènement (hauteur de pluie, nombre de jours de pluie, les maximas) enregistré au cours de l’année voir la décennie. Au regard des différentes analyses effectuées, la décennie 1961- 1970 a connu une situation majoritairement excédentaire sur toute la région du sud. Les décennies 1981- 1990 puis 1991- 2000 ont enregistré des situations excédentaires très peu significatives dans la Commune de Savè. Les températures enregistrées sont en dessous de la normale (1991-2020) dans la plupart des régions du pays. Les températures extrêmes varient entre 27.8°C et 28°C et concernent les départements du Zou (Bohicon) et de l’Alibori (Kandi). Des situations déficitaires ont été obtenues dans la majeure partie du pays à l’exception du centre Est et courant les périodes 1971 à 2021.  Les paramètres agro-météorologiques sont déterminés afin de définir la pertinence des dates de démarrage des saisons et leur impact sur le calendrier agricole au Bénin.   Climatic instability results in spatiotemporal variability of the main parameters, in particular rainfall and temperature, which constitute a threat to the sustainable development of Benin. The objective of this article is to analyze the main spatiotemporal characteristics of climate variability at the scale of the national territory. The data used come from the six synoptic stations and concern the periods from 1960 to 2021. The indicators of climate variability analyzed in this work are daily precipitation and monthly temperature. The normalized precipitation index (SPI) proposed at originally by Mckee et al. (1993) is used as a drought monitoring index and recommended by the World Meteorological Organization. Benin, like other West African countries, has experienced rainfall variability over the past 60 years. This variability varies according to each event (height of rain, number of rainy days, maxima) recorded during the year or even the decade. In view of the various analyzes carried out, the decade 1961-1970 saw a situation that was mainly surplus throughout the southern region. The decades 1981-1990 then 1991-2000 recorded very insignificant surplus situations in the Commune of Savè. Recorded temperatures are below normal (1991-2020) in most parts of the country. Extreme temperatures vary between 27.8°C and 28°C and concern the departments of Zou (Bohicon) and Alibori (Kandi). Deficit situations were obtained in most of the country with the exception of the eastern center and during the periods 1971 to 2021. The agro-meteorological parameters are determined in order to define the relevance of the start dates of the seasons and their impact on the agricultural calendar in Benin

Impacts Potentiels du Changement Climatique sur les Rendements du Mil et du Sorgho Cultivés dans les Communes Rurales au Niger

Le changement climatique constitue une menace majeure pour les populations de l’Afrique de l’Ouest, en général et du sahel, en particulier. Le Niger est, pleinement, concerné par cette situation qui se traduit par une grande variabilité pluviométrique et une forte récurrence de sècheresses depuis les années 1970s. Cette étude analyse l’impact du changement climatique sur les rendements du mil et du sorgho dans les Communes rurales de Balleyara, Dan Issa, Dogo, Harikanassou, Illéla, Magaria et Mokko, au Niger. Deux variétés de mil (HKP et SOMNO) et une de sorgho (Caudatum) ont été testées. Les données climatiques, utilisées sur la période de référence 1990-2020, proviennent de la Météorologie Nationale du Niger et de l’AGRHYMET Centre Climatique Régional pour l’Afrique de l’Ouest et le Sahel. Le modèle SARRA-H (V33) a été utilisé pour simuler les rendements des différentes variétés sur la période de référence et les périodes futures (2010-2039 et 2040-2069), sur la base des RCP4.5 et 8.5. Pour chaque Commune, les données des scénarios futurs de changement climatique ont été générées par 05 modèles globaux choisis parmi les 29 testés dans le cadre du projet AgMIP, en tenant compte de 05 conditions climatiques : Fraiche et Humide, Fraiche et Sèche, Moyenne, Chaude et Humide, Chaude et Sèche. Trois dates de semis (Dates précoce, moyenne et tardive), deux types de sols (sableux et sablo-argileux) et deux niveaux de fertilité du sol (Fertile et Non-Fertile) ont été considérés dans le modèle SARRA-H, pour chaque Commune. Les rendements simulés pour les variétés de mil et de sorgho sur la période 1990-2020 ont été plus élevés dans la Commune de Magaria et plus faibles dans celles de Balleyara et Illéla, en particulier pour un semis tardif fait sur un sol non-fertile. Les impacts des scénarios climatiques futurs se sont traduits par des baisses de rendements des variétés testées, allant de -5% à -70% selon les RCP, les horizons, les Communes, les types de sol et les dates de semis. La variété de mil photopériodique SOMNO a été la moins sensible aux scénarios climatiques testés et la variété de sorgho Caudatum la plus sensible. Ces résultats montrent que le choix des variétés et des dates de semis les plus adaptées aux conditions pédoclimatiques locales peut atténuer l’impact du changement climatique sur les rendements agricoles au Niger, notamment avec l’apport de fertilisants et le déploiement de mesures de réduction des impacts négatifs des déficits pluviométriques.   Climate change is a major threat to the populations of West Africa in general, and the Sahel in particular. Niger is fully concerned by this situation, which has resulted in high rainfall variability and recurrent droughts since the 1970s. This study analyzes the impact of climate change on millet and sorghum yields in the rural Communes of Balleyara, Dan Issa, Dogo, Harikanassou, Illéla, Magaria and Mokko, Niger. Two millet varieties (HKP and SOMNO) and one sorghum variety (Caudatum) were tested. Climatic data for the reference period 1990-2020 were obtained from the Niger National Meteorology Service and the AGRHYMET Regional Climate Center for West Africa and the Sahel. The SARRA-H (V33) model was used to simulate yields of different varieties over the reference and future periods (2010-2039 and 2040-2069), based on RCP4.5 and 8.5. For each Commune, data for future climate change scenarios were generated by 05 global models chosen from the 29 tested as part of the AgMIP project, considering 05 climatic conditions: Cool and Humid, Cool and Dry, Medium, Hot and Humid, Hot and Dry. Three sowing dates (early, medium, and late), two soil types (sandy and sandy-clay) and two soil fertility levels (Fertile and Non-Fertile) were considered in the SARRA-H model, for each Commune. Simulated yields for millet and sorghum varieties over the period 1990-2020 were higher in the Commune of Magaria and lower in those of Balleyara and Illéla, particularly for late sowing on non-fertile soil. The impacts of future climate scenarios translated into yield reductions for the varieties tested, ranging from -5% to -70% depending on the RCP, horizons, Communes, soil types and sowing dates. The photoperiodic millet variety SOMNO was the least sensitive to the climatic scenarios tested, and the sorghum variety Caudatum the most sensitive. These results show that the choice of varieties and sowing dates best suited to local soil and climate conditions can mitigate the impact of climate change on agricultural yields in Niger, notably through the use of fertilizers and the deployment of measures to reduce the negative impacts of rainfall deficits