天气衍生品及气象保险的概念、应用及浅析

Lixin Zeng

Risk Analysis and Technologies, E. W. Blanch Company, Minneapolis, Minnesota

摘要：

本文主要介绍天气衍生品和气象保险的概念及其在实际中的应用。对这两种金融工具的正确分析需要扎实的统计知识和对大气的物理变化及天气过程的透彻理解。利用已有的历史数据和季度

1.简介

在日常生活中，我们几乎列不出任何商业活动是不受天气影响的。在1997-1998年间发生的厄气候预报已发展成为现今一种简单而实用的分析途径。本文将这种分析途径应用到一种简单的天气衍生品组合中，并讨论这种天气衍生品组合的应用对相关商业的影响。 尔尼诺现象，它使美国南部遭受了比往年更加频繁的特大洪水，造成了巨大损失，那段历史至今令人难忘。然而，在大西洋流域同样的天气系统却是与飓风的形成相关联。因此，针对相同的天气系统，保险公司根据其对不同的地理分布条件下的不同影响设计了完全不同的保险产品。1998-1999年的冬天，由拉尼娜所引起的美国大部分地区反常高温的现象，在为消费者节约了很大一部分供暖开支的同时却让能源公司遭受了巨大的损失。

人们通过长期期货交易合同规避农业商品在气象相关上的风险。但，天气风险的范围非常大，传统的金融衍生品无法全部囊括其中。因此，另一种更加全面的金融工具诞生（1998）——天气衍生品或者气象保险。也正是如此，金融和风险管理的专业人才将面临如何分析和管理这些新生的金融工具的挑战。（Kaminski 1998; Stix 1998）

本文论证了天气衍生品的来源背景（section 2）同时介绍了其多方面的应用情况（section 3）。本文主要的目的是为了让更多的大气科学的研究者，利用一般商业团体所不具备的最先进的专业知识和探测工具，对此话题进行更深入的研究。尽管本文提出了一种简单而实用的天气衍生品分析途径（section 4），我们仍希望研究团体能够提出更加先进和广泛的分析方法。最后，在section 5将本文所涉及到的内容进行了总结。

2.基本理论

天气衍生品合约规定，在合约保护期内交易双方根据天气状况相互支付赔款，以转嫁风险减少损失。天气衍生品合约最常用的三种交易方式为：召回、投放和置换。

一份召回合约包括买方和卖方两者，首先他们将相同的合同保护期和气象指标作为签订合同的基础（表示为W），例如，W可以是合同期间的所有保证金。在合同的最初，卖方将从买方那里受到一份保险金，作为回报，在合约结束时，当W大于最初限定阈值S，那么卖方将支付买方P = k(W - S)金额的赔款，k为常量，表示根据天气指数确定的每单位赔付金额。阈值S和因素k分别作为合同的“触发点”和“刻度值”。这种支付方式就类似于“二进制”：当W比S大时，卖方将支付定量P0，否则交易支付为零。

投放保险的交易方式与召回保险除开在W小于S时卖方将赔付买方，其余的情况都相同。付款金额P在线性支付方式或者二进制支付方式中分别为k(W - S)或者P0。投放和召回的支付方式对比参见图1。召回或者是投放合同在本质上都归结于一类保险政策：买方先支付一定的保险金，作为回馈，当预先条件符合时，买方将得到合同中承诺的补偿。 置换合同，在交易双方AB之间，不存在预付保证金，当规定条件发生，A将支付B P = k(W - S)赔付金额，而当相反的条件发生时，则由B向A支付P = k(W - S)的赔付金额。事实上，置换合同就是相当于将条件(i) A向B卖了一份召回合同和条件(ii)B向A卖了一份投放合同的混合到了一起。触发点S选取为在召回和投放合同中相同的最初保险金。因此，后面的研究将仅着重于对召回和投放方式的分析。