气候衍生品交易在中国的应用前景

气候衍生品交易在中国的应用前景

陈信华

一、全球变暖及其引发的气象灾害对经济的影响

近几十年来，由于全球天气变暖，与气候变化有关的灾难日益增多。国际红十字会2009年6月16日公布的年度报告证实，光是2008年发生的两次自然灾害就夺去了23.57万人的生命，一次是“纳尔吉斯”飓风在缅甸登陆导致13.8万多人死亡；另一次是发生在中国四川的汶川大地震造成8.7万人丧生。而2004年印度洋海啸造成的人员丧亡更加惨重，创下了近十年之最。联合国环境规划署（UNEP）的专门研究称2008年全球因极端天气事件诱发的自然灾害所造成的经济损失达1 810亿美元以上，为破纪录的水平。

除了重大气象灾害以外，天气异常变化通常还以不那么极端的形式出现。所有这些都构成了影响国民经济正常运行的突出因素。据分析，美国经济中约有30%直接受到天气变化的影响，每年因天气变幻无常致使企业遭受的损失高达22 000亿美元⁽¹⁾。世界银行前首席经济学家尼古拉斯·斯特恩爵士在其发布的一份被称为“气候变化经济学”的《斯特恩评估报告》中估测，因天气因素导致的直接损失每年占全球GDP的5%；如果考虑到更广泛的风险和影响的话，估计损失将上升到GDP的20%或者更多。

我国是世界上受天气灾害影响最严重的国家之一。除了地震等特大自然灾害以外，降雨量、降雪量、气温值、湿度、风速、霜冻期等诸多气象指标偏离正常状况的现象也非常突出，这对我国的农业生产乃至整个国民经济的健康平稳发展造成了严重的影响。有关统计数据显示，我国有一半人口分布在自然灾害严重地区，自然灾害造成每年直接经济损失近2 000亿元。例如，2008年伊始我国的气候就出现异常，南方部分省份出现了大范围的降温、降雪、冻雨等恶劣天气。这场突如其来的暴风雪使得煤电油的运输紧张、春运客流高峰受阻，对中国经济造成短期冲击，使第一季度GDP增速被拉低了0.5个百分点。5月，四川汶川发生里氏8.0级的大地震，百姓的生命与财产蒙受了极其巨大的损失。与此同时，我国还有24个省、自治区、直辖市发生暴雨洪涝灾害。截至7月中旬，农作物受灾面积550万公顷，直接经济损失319亿元。继洪涝灾害之后，10月以后旱灾又接踵而至。这次旱情的持续时间之长、波及范围之广、影响程度之深，为历史罕见。河南等7个小麦主要产区就没有过降雪或降雨。据农业部的统计资料，截至2009年2月初，有1.43亿亩农田遭遇旱灾，占我国小麦产区的近43%；旱灾还使得370万人、185万头大牲畜饮水吃紧。

据预测，未来10至20年期间，自然灾害对全国造成的直接经济损失将占到GDP的2%—8%。特别值得指出的是，2000年以来我国每年因自然灾害造成的农业损失占整个农业GDP的15%—20%，远高于自然灾害损失占整个国家GDP的比重。这再次凸显我国农业所具有的“靠天吃饭”的特征以及政府解决“三农”问题的难度。

上述事例表明，人类的经济活动和社会生活所应对的风险各式各样。除了价格风险、信用风险、流动性风险、通货膨胀风险等人们所熟悉的传统风险之外，人类社会还面临着另外一个重要风险的来源，即由气候未来变化的不确定性所代表的天气风险（weather risk）。

二、天气风险与企业收益的不确定性

企业所面临的天气风险是指自然灾害的突然发生或气候条件的异常变化导致某些商品的生产成本及市场需求出现波动，从而使企业的销售毛利出现不确定性，并最终影响企业利润目标实现的可能性。出于风险管理的需要，可将天气风险按其破坏程度作一个分类，即天气风险有极端形态和一般形态。前者指地震、海啸、龙卷风以及特大洪涝等巨大自然灾害，后者则是由气温、湿度、降雨量、降雪量、风速、霜冻期等特定气候因素指标来反映的气候反常变化。鉴于本课题所要研究的气候衍生品以非灾难性的天气变化为标的变量，因此，以下的阐述主要围绕着非灾难性天气风险来进行。

非灾难性的天气风险一般有以下几个特点:

（1）一般形态的天气风险来源于非灾难性的天气变化，如温度、降水、日照、霜冻等日常天气指标的变化，因此其影响是潜移默化的，破坏程度不那么剧烈，造成的损失也是有限的。然而，这类天气变化发生的频率比较高，虽然单次影响比较小，但其累积效果不容忽视，而且这类天气风险长期存在。在气候衍生品市场诞生之前，非灾难性的气候一直是投保的盲点。与之相反，极端形态的气象灾难发生频率相对较低，但它在短期内会造成巨大的破坏与灾难。对于灾难性气象事件，企业可以通过保险公司对一些巨灾风险进行投保。

（2）非灾难性的气候是由于温度、湿度、降雨、降雪、刮风、霜冻等天气原因而造成相关企业供给和市场需求发生巨大波动，从而引起企业收入不确定性的风险。这实质上是一种数量风险（volume/quantity risk）。在传统的财务管理和风险控制中，企业所关注的仅仅是价格的波动，金融市场上所推出的各种衍生产品也都是针对价格风险设计的，它们能用来有效规避价格波动的风险。由气候变化所引起的是经济实体供给和市场需求的波动，从其实质上看都是由数量（产销量）上的不确定性所形成的一种风险，而以往的金融衍生产品处理数量风险的作用却十分有限，市场急需要有一种新的金融产品来填补这方面的空白。

（3）非灾难性的气候是一种系统性风险（systematic risk）。风险可分为系统性风险和非系统性风险，前者是指对大多数经济实体产生影响的不确定因素，对于每个经济实体来说，这类风险都是客观存在的而不以人的主观意志为转移，仅仅依靠自身的努力是难以规避或消除的；后者是指只对某一特定经济实体产生影响的不确定因素，对于单个经济实体来说，这种风险是非客观存在的，通常由人为因素引起，可通过自身的努力加以规避或消除。天气事件或天气风险在一定区域范围内对所有经济实体都会产生或大或小的影响，其实质是一种系统性风险，而金融衍生品对于转移和规避系统性风险特别适宜。

长期的生产实践已清楚地表明，企业的产销量与气候条件密切相关，自然灾害或事先未预期到的天气变化与许多行业的收益之间存在着明显的相关性。最典型的是农业，其对天气条件尤为敏感，气候的反复无常对农业来说是最大的风险来源。例如，低温霜冻不利于庄稼生长，而气温过高则会使农作物枯萎或发生病虫害；又如，雨水过多及山洪暴发则会形成洪涝灾害，而天不下雨或炎热酷暑又会使旱情蔓延。所有这些都将导致农作物减产和农民收入下降。即便是在发达的西方国家，种植玉米、小麦等农作物的农场主的收益尚且还与当年产销地的天气情况紧密相关，更遑论素来被认为是“靠天吃饭”的发展中国家的农业。

实际上，除了农业以外，国民经济中的能源、交通、建筑、娱乐、旅游、保险等各行各业的经营情况也几乎都得“看老天爷的脸色”。例如，气温的高低直接关系到人们冬天取暖和夏天用空调所形成的能源消耗，从而影响到煤炭、取暖油、电力等能源企业的收益。一个凉爽的夏天还会使生产冷饮及空调的公司的销售额下降；而一个温暖如春的冬天对于经营滑雪场的老板来说则是一场梦魇。天寒地冻、雪花飞舞是滑雪场老板的朝思暮想，但多雪的冬天对于从事交通运输的企业来说则是极不愿看到的情景。此外，太冷、太热或雨雪天太多会影响施工的进度，造成工期延误，这会导致建筑施工企业的收益出现更大的不确定性；同样的气候条件对旅游业也非常不利，它会影响人们出游的兴致，从而使旅游业的接待人数下降，旅游收入因此而降低。还有，定期去打高尔夫球的社会精英们盼望阳光明媚、温暖如春的天气；而街头卖冰激凌的小商小贩及生产可口可乐、百事可乐等碳酸饮料的大公司则乐见赤日炎炎、高温酷暑。当然，天气条件不仅是指气温的高低和降雪量的多少，它还包括降雨量、霜冻期以及风速等情况。这些气候因素对人类经济活动也有影响。如水力发电厂可能由于降水量过少致使库存的水量不足，从而导致发电量的减少和企业收入的下滑。甚至连不直接从事生产活动的金融企业（尤其是保险公司），其收益也面临着天气风险。例如，降水量过少而导致大面积的旱灾，提供农业旱灾保险的保险公司将遭受损失；又如，恶劣的天气引起高速公路上的车祸不断，从而使保险公司的理赔开支大幅增加。

尽管气候条件及其无常变化对企业的经济活动产生巨大影响，但长期以来，企业风险管理的焦点几乎全都集中在价格风险之上，如石油等商品价格风险、外汇市场上的汇率风险、货币市场上的利率风险、资本市场上的股票价格风险等，对于产销量的不确定性给企业收益所带来的风险则重视不够。很显然，只考虑价格的不确定性、而忽略数量风险的管理策略是不全面的，也是不够科学的。

导致企业产销量出现不确定性的因素有许多，其中天气风险是最突出的一个。为了能有效管理企业的成本、收入及利润所承受的天气风险，西方发达国家的衍生品市场自20世纪90年代下半期起陆续推出了一些以气候因素作为基础变量的衍生品，即天气衍生品。

三、天气衍生品市场的诞生与发展

最早催生天气衍生品市场的是能源企业对天气风险管理的需求。虽然人们早已认识到天气情况是决定整个社会对能源需求的重要因素，但由于政府的控制和市场的垄断，天气的不确定性并不能直接影响能源的价格，因此，企业的保值需求一直不是很强烈。然而，在20世纪90年代中期，美国出现了一波“非管制化”（deregulating）浪潮，联邦政府逐渐放松了对能源市场的管制，能源市场进一步市场化。这一结构性变化促使能源公司开始认真考虑天气风险的管理。于是，一个奇迹般的金融创新———天气衍生品应运而生。

第一项天气衍生品交易是美国科茨能源公司（Koch Energy）与安然公司（Enron）⁽²⁾之间签署的一个以1997年冬天美国威斯康星州东南部港口城市———密尔沃基市的冬季气温为标的变量的互换合同。尽管这两家公司基于对天气变化趋势的不同判断而达成的这项交易的目的都是为了对冲因反常气候带来的异常能源需求的风险，但这一事件具有历史意义，它标志着现代天气风险管理的诞生。不过，早期的天气衍生品都是在柜台交易（OTC）的非标准化合同。

自1999年9月起，全世界最大的期货交易所———美国芝加哥商业交易所（CME）以标准合约的形式陆续推出了以美国特定城市的气温指数为标的物的气温指数期货交易和期货期权交易⁽³⁾。此后，随着交易涵盖的地理范围的不断扩大，合约种类日益增多。截至2009年5月10日，CME挂牌的以气温指数为标的物的气候衍生品已涵盖了北美洲、欧洲、亚洲和大洋洲的45个城市，其中包括24个美国城市、6个加拿大城市、10个欧洲城市、3个澳大利亚城市和2个日本城市。

表1　CME挂牌的有关气温指数的衍生品所涵盖的地区与城市

资料来源:根据CME网站资料汇总编制。

美国芝加哥商业交易所（CME）推出的气温指数衍生品的种类繁多。对于每个城市，从指数类型来看，既有取暖指数（HDD）的交易，又有制冷指数（CDD）的交易；从交易品种来看，既有期货交易，又有期权交易。所有的气候指数期货合约都在CME的电子平台（CME Globex）交易，所有的气候指数期货合约的期权交易则都在CME的交易大厅里进行；从合约的到期期限来看，既有每个月份的合约，又有夏季合约和冬季合约，甚至还有以周为到期日以及可以任意选择所需月份的合约。

关于气候衍生品合约的到期期限，有四种不同的情况:（1）以任何一个特定月份为期限的合约（Monthly Weather Index）。如对于其中任一个美国城市，CME有4月份、5月份、6月份、7月份、8月份、9月份、10月份等七种月累计CDD期货、期权合约以及当年4月份和10月份、11月份、12月份以及下一年1月份、2月份、3月份、4月份等八种月累计HDD期货、期权合约。（2）以季节为期限的合约（Seasonal Weather Index）。如日本的东京和大阪以7月份至9月份为需要制冷的炎热夏季，以12月份至下一年的3月份为需要取暖的寒冷冬季。（3）可在季节中任意选择所需月份或剥离不需要月份的“季内月份可选择的气候指数”（Seasonal Strip Weather Index）。通常的季节性气温衍生品包括取暖季节（从当年的11月份到第二年3月份跨度为5个寒冷月份）的冬季HDD期货、期权合同以及制冷季节（从5月份到9月份跨度为5个炎热月份）的夏季CDD期货、期权合同。后来，为了方便交易，CME为北美洲和欧洲的城市将4月份加到夏季之中构成“季内月份可选择的制冷指数”（Seasonal Strip Weather CDD），将10月份加到冬季之中构成“季内月份可选择的取暖指数”（Seasonal Strip Weather HDD），以涵盖全年的所有月份。由于不同的城市在某些特定月份通常有不同的气候变化，而“季内月份可选择的气候指数”允许客户选择的月份不一定是连续的，但必须是在同一个季节里。例如，客户可在美国或欧洲有关城市的冬季中只选择1月份、3月份，而不包括11月份、12月份和2月份。这样一来，客户就能将注意力集中在天气风险最大的几个月份，而不必对整个季节的取暖指数或制冷指数进行交易，从而能形成更有效的天气风险管理。（4）以一周（从周一至周五）为期限的合约（Weekly Weather Index），它适用于美国18个城市。为了不与以月份为期限的合约发生冲突，CME只挂牌近期的两种以周为期限的气温指数合约。这类合约与以上三种期限的气温指数合约相比有一个不同点，即后者反映的是某一个月份的、夏季或冬季的、季内某几个月份的累计制冷指数或取暖指数，而前者基于周的平均气温之上。很显然，以周为期限的合约的推出适应了人们对气温风险进行短期管理的需要。

由于在交易所里挂牌交易的衍生品是标准化的合同，它具有良好的流动性，而且交易所交易的衍生产品几乎没有信用风险⁽⁴⁾，所以，这些品种的气候衍生品推出后获得了巨大的成功，其交易量呈爆炸式上升。2000年在CME成交的气候衍生品合约还只有87份，到2002年交易量攀升至4 400份，增加了约50倍；而到了2008年这类交易的合约数就跃升到将近100万份。根据天气风险管理协会（Weather Risk Management Association，WRMA）的调查，从2000年到2006年的6年时间里，CME的气候衍生品交易按合约的名义价值计算已从25亿美元急剧上升到452亿美元，增加了18倍。特别是2005年至2006年间交易量更是出现了暴增，比一年前的97亿美元翻了两番还多（见图1）。

图1　2000—2006年间场内及场外气候衍生品交易的名义总价值

除了气温指数的衍生品交易之外，CME还于2005年9月23日起为荷兰的城市阿姆斯特丹推出了霜冻指数（CME Monthly Frost Days）；并为美国的两个城市（波士顿和纽约）设计了从10月份至下一年4月份的降雪量指数（CME Snowfall Index），同时基于这些指数推出了期货和期权交易。更有甚者，鉴于美国的2007年飓风季节始于6月1日，CME提前在3月12日就推出了以Carvill公司⁽⁵⁾编制的美国5个沿海地区的飓风指数为标的变量的衍生品合约，以帮助客户在遭遇飓风袭击的情况下稳定收益。

飓风指数期货、期权的挂牌交易具有重大突破意义。因为在这之前，天气衍生品交易只适用于低风险、高概率的事件，对于洪水、地震、海啸、龙卷风或飓风等高风险、低概率事件，企业一般都是去保险公司投保来防范这类重大自然灾害所造成的巨大损失。CME标准化的飓风指数合约的推出，使得企业又多了一条转移风险、对收入的不确定性进行套期保值的渠道，即除了对重大损失继续投保以外，因飓风所造成的销售量乃至收入、利润的不稳定性，现在也可以通过天气衍生品交易来加以克服。

在2008年6月2日至4日举行的天气风险管理协会（WRMA）成立10周年的庆典上公布的最新调查资料表明，天气风险市场在2007年至2008年间仍呈现出强劲的发展势头，交易所里交易的以及柜台交易的气候衍生品合约数量达到了985 000份，而2006年至2007年间成交了730 000份，两者相比，增长了35%。就气候衍生品合约的名义价值而言，2006年至2007年间为190亿美元，2007年至2008年间为320亿美元，增幅高达68%。

四、各种不同气温指数的特定含义

在美国芝加哥商业交易所（CME）挂牌交易的气候衍生品都是建立在某种气候指数之上的，其中最主要的是基于气温变化的取暖指数和制冷指数的期货、期权合约。

（1）气温指数（Degree day indices）。气温指数的编制始见于能源业，该指数的设计旨在与国内某地区对制冷或制热的需求相关联。气温指数具体分成取暖指数（Heating Degree Day，HDD）和制冷指数（Cooling Degree Day，CDD）两种，它们都是某地区的日平均气温与一个特定基准温度进行比较后得到的。这个特定的基准温度在美国设定为华氏65度（65 E），它等同于摄氏18.33度（18.33℃）；而在日本和欧洲等其他国家则习惯使用摄氏温度18度（18℃）作为基准气温，它等同于华氏64.4度（64.4 E）⁽⁶⁾。

如果日平均气温低于这一基准温度，人们可能要开暖气，此时HDD是正数，而CDD为零；反之，如果日平均气温高于基准温度，人们可能要开冷气，此时CDD是正数，而HDD为零。以美国的基础温度为标准，HDD和CDD的数学定义分别为:

上式中的A是某特定地区在某一天测得的日平均气温，即当天的最高温度和最低温度的平均值，其计算公式为:。其中，T_max是一天中记录的最高气温，T_min是一天中记录的最低气温。

max（ ）函数的定义如下:

如果A＜65 E，则:HDD＝65 E－A＞0；CDD＝0；

如果A＞65 E，则:HDD＝0，CDD＝A－65 E＞0。

要编制HDD和CDD的指数，首先必须有对温度的公正、精确的测量数据。美国芝加哥商业交易所（CME）采用的温度数据是由美国地球卫星公司（MDA EarthSat）提供的。这是一家具有二十多年历史和良好信誉的专门提供天气信息产品的公司。

例如，根据MDA EarthSat的测量，2007年1月10日美国盐湖城地区测得的最高温度为48E，最低温度为34 E，所以，其平均温度为41E，即A＝由此可算出，盐湖城地区这一天的气温指数为:HDD＝65°－41°＝24；CDD＝0。再如，2008年7月31日纽约地区的最高温度为104E，最低温度为82 E，平均温度为93E。纽约地区这一天的气温指数为:CDD＝93°－65°＝28；HDD＝0。

以上对气温指数的定义使我们可了解到，HDD指数用来衡量制热的需求，因此可表现冬天的气候有多冷（天气越寒冷，HDD的数值就越大）。在夏天，HDD的数值非常小。在美国的北部地区以及北欧国家，从12月份到3月份，当地的日平均气温一般都不会超过18℃或65 E，因此，HDD的数值都为零。

CDD指数则正相反，用来衡量制热的需求，因此可表现夏天的气候有多热（天气越炎热，CDD的数值就越大）。在某些月份，美国和日本的一些城市，其CDD的数值都为零。

CDD和HDD绝对不会是负值，但这两个指数为零倒是可能的，它表明当地的平均气温正好等于基准气温（65 E或18℃）。另外，某一个时段CDD和HDD的总值构成了所谓的“能源温值指数”（Energy degree days，EDD），即:EDD＝CDD＋HDD。

有一个非对称现象值得一提，即根据对一些美国、欧洲和日本城市的气温资料的分析，人们可发现，这些城市在夏天的CDD总值要比在冬天的HDD总值小。这个差异的存在表明，人为确定的18℃或65 E的基准气温实际上高于大多数地区的日平均气温。

另一个非对称现象与对能源的需求有关。冬天的制热系统可由电力或直接燃烧煤气、天然气等能源来驱动；而夏天的制冷系统则几乎完全依赖于电力。因此，CDD指数与电力市场需求的相关性更高。当然，除了水力发电、核能发电、风力发电、潮汐发电之外，也存在不少依靠燃烧煤、天然气、重油火力等能源来驱动的发电厂，因此，CDD指数与石油、煤炭、天然气需求也有较高的相关性。

（2）累计平均气温指数（Cumulative average temperature indices，CAT）。以上是某一天气温指数的计算方法，称作“日气温指数”（Degree day indices）。如果将每天得到的HDD和CDD累加起来，可得到某一特定时期（一周、一个月、一个季度或几个特定的月份，用N_d来表示）的累计取暖指数和累计制冷指数，记作HDDs或CDDs。

例如，表2是根据MDA EarthSat提供的气温数据算出来的盐湖城地区在2007年1月份各天的HDD。据此，我们可方便地得到该地区2007年1月份累积的cum HDDs。

表2　2007年1月份盐湖城地区各天的HDD

将表2中的每日的HDD值相加，得到盐湖城地区2007年1月份累积的取暖指数为:cum HDDs＝754。

累计平均气温指数（CAT）主要在欧洲得到广泛使用。

无论是一天的还是一个时期累计的HDD或CDD，这些指数的每一个点在美国都对应于一个华氏温度（1 E），在欧洲和日本则对应于一个摄氏温度（1℃）。

（3）平均气温指数（Average of average temperature indices）。除了上述“日气温指数”和“累计平均气温指数”以外，还有一种“平均气温指数”，它是指某一段时期日平均气温的平均值，其数学定义为:

上式中，为某一段时期的平均气温指数；T_i为某一天的平均气温指数，即N_d为某一段时期的实际天数。

平均气温指数的计算没有直接使用HDD指数或CDD指数。设T₀为基准气温（65 E或18℃），对于HDD来说，假定每天的平均气温总是低于T₀，它与平均气温指数的关系为:

对于CDD来说，假定每天的平均气温总是高于T₀，它与平均气温指数的关系为:

平均气温指数主要用于日本，在美国和欧洲则很少使用。

（4）气象事件指数（Event indices），又称“临界天数指数”（Critical day indices）。它通常被定义为:在合约的有效期内某气象事件发生的天数或次数，如“合约有效期内，最高（最低）气温高于（低于）某个临界气温的天数”，或者较复杂一点的为“在合约有效期内，气温连续（或累计）超过（或低于）某个临界气温达到一定时间长度（譬如说3天）的次数”。举例来说，农作物达到完全成熟需要累积一定水平的热量；另外，影响植物成长的昆虫繁殖也有特定气温的条件。于是，一种最常见的气象事件指数以“生长温值指数”（Growing degree days，GDD）的形式出现，即:GDD＝Max（0，Tavg K）。式中的K为生物生长的基线温度。

还有一种气象事件指数取决于当年11月份到次年3月份这段时期里发生冰冻的天数。这里所谓“冰冻”的衡量标准是指清晨7点的气温低于摄氏零下3.5度（－3.5℃）；或者上午10点的气温低于摄氏1.5度（1.5℃）；或者凌晨7点和上午10点的气温都低于摄氏零下0.5度（－0.5℃）。计算冰冻天指数时，周末及节假日一般都不包括在内。很显然，这一气象事件指数的设计，主要是想为建筑行业提供一个保险产品或金融衍生品的标的依据⁽⁷⁾。

五、天气衍生品在企业风险管理中的运用

自1999年首次登台亮相以来，天气衍生品不仅在交易量上成倍增加，而且在合同品种上也日益丰富。结合不同国家的45个城市、4种不同的期限、期货和期权两大交易品种以及制冷指数、取暖指数、霜冻指数、降雪量指数、飓风指数的划分，截至2007年5月30日，在CME挂牌交易的标准化天气衍生品合约高达348种之多⁽⁸⁾。虽然有些合约的交易不太活跃，但天气衍生品的琳琅满目为投资者降低或消除因各种天气因素所导致的收入和盈利的不稳定性，为企业进行有效的天气风险管理提供了有力的工具。

对这些气候衍生品做适当的运用，是决定企业套期保值成败的关键。就取暖指数（HDD）和制冷指数（CDD）的期货合约和期权合约而言，企业进行套期保值的交易方向如表3所示:

表3　企业运用气温指数衍生品进行套期保值的交易方向

所有与气候条件相联系的气候衍生品共有三个大类，即期货、期权（包括标准期权和奇异期权）和互换。其中，最活跃的是场内交易的期货产品。期权既可以在交易所内买卖，也可以在场外进行交易。美国芝加哥商业交易所推出的期权是基于天气指数期货合约之上的期权交易，这当然是在场内进行的；但是，所有的奇异期权交易都是在场外进行的（OTC）。第三种交易形式是互换，作为一种柜台交易产品，互换也是在场外成交的。场外交易或柜台交易的合约由买卖双方直接协商达成，具有“量体裁衣”（tailor‐maker）的特征，能满足客户的特殊需求。

（一）通过场内交易的期货合约进行套期保值的案例

天气期货（Weather Futures）是CME推出的一种天气指数期货，它与其他指数期货（如股票价格指数期货）并没有太大的差别，都采取现金结算的方式，即每一个指数点价值若干美元（天气期货是每一个指数点20美元）。只是前者的标的变量为某种天气指数（如以HDD、CDD来反映的气温指数或者其他的诸如霜冻指数、降雪量指数以及由CARVILL公司编制的美国5个地区的飓风指数等），后者的标的变量为股票价格指数（如S＆P 500指数、NASDAQ指数、道·琼斯工业30种平均价格指数等）。

以下是一个企业通过买入HDD指数期货合同来防范天气风险的案例。

例1:2006年12月10日，在CME挂牌的美国盐湖城2007年1月份累计HDD指数期货的报价为740点，合约规模是＄20乘以指数点，即这份期货合约的名义价值为＄14 800。

盐湖城地区有一家建筑公司因担心气候会变得越来越冷，至冰点以下会影响混凝土的浇注进度，从而导致工期延误并因此而蒙受经济损失。为此，公司财务经理决定对这种气候风险进行套期保值，于是买进了1 000份此类HDD指数期货合同。

与其他期货交易一样，天气期货的交易也需要提供保证金。CME对于保证金金额的最低要求经常会根据市场的状况而作变动。假设在2006年12月，CME对盐湖城HDD期货的初始保证金（initial margin）要求为6%。因此，建筑公司买入HDD期货时每份合约所需要提供的初始保证金为＄888［＝（＄20×740）×6%］，1 000份合约共需＄888 000。

对于建筑公司来说，买入HDD指数期货之后，期货价格每上升一点，公司就可得到2万美元（＄20×1 000）的盈利；反之，期货价格每下降一点，亏损的数额也是2万美元。

假设第二天期货的清算价（settlement price）升到745点，这一天公司的收益为＄100 000［＝＄20×（745－740）×1 000］。如果建筑公司一直将HDD指数的期货合同持有至到期日，实际观察到的2007年1月份的月累计HDD指数为787点。因此，公司期货交易的全部收益为＄940 000。与此同时，天寒地冻可能耽误了工期，使公司蒙受了一定的财务损失。

例1中，卖出HDD期货合约的可能是滑雪场的经营者，他想对可能出现的暖冬风险进行保值。在咨询了专业的气象数据分析公司的意见之后，滑雪场经营者决定在一个特定的HDD水平（740点）上出售期货合约。假如到来的真是一个暖冬，滑雪场经营者可在较低的HDD指数上买回HDD期货合约，使原来的空头寸平仓。滑雪场可用期货交易上的盈利来抵消滑雪爱好者大幅减少所造成的损失。假如实际到来的是个寒冬，期货交易的损失则可由滑雪场经营收入的大幅提高来加以弥补。

这是交易双方都是套期保值者的情况。当然，交易的对手也可能是一个熟知气象知识的投机者。譬如说，有个投机者事前搞到了一份有关盐湖城地区未来气温走势的专业研究报告。阅读后他确信，频发的厄尔尼诺（El Nino）或拉妮娜（La Nina）现象预示着该地区未来将出现一个暖冬。于是，他决定卖出CME 的HDD期货合约。假如HDD指数真的因气温上升而下降，他可随时买进期货平仓，以实现盈利。反之，假如研究结论出现差错，盐湖城地区气温不仅没有上升，反而出现下降，HDD指数因此上扬，预期失败导致投机者蒙受损失。

（二）通过期权交易进行套期保值的案例

在CME交易的天气期权的标的变量不是天气指数本身，而是以天气指数期货合约为标的资产的期权交易，是天气期货期权（Weather Options on Futures）。在任何一个交易日，对应于每一种天气指数的期货合约，都有一系列不同执行价格、不同到期日的期权合约可供交易者选择。与其他标的资产的期权一样，天气期货期权也有看涨期权和看跌期权之分。买进看涨期权合约的一方获得一项权利（而没有义务），能按事先确定的价格（HDD或CDD指数）买入一份天气指数的期货合约；反之，买进看跌期权的一方则能根据自己的意愿，按事先确定的指数卖出一份HDD或CDD指数的期货合约。另外，CME挂牌交易的天气指数期权全都是欧式期权（European option），即期权持有人只能于合约的最后交易日才能决定是否执行期权，而不像美式期权那样在合约到期日之前的任何一个交易日都可执行。

对于看涨期权合约的持有者来说，如果在合约到期时标的期货的价格高于期权的执行价格，他将执行期权，得到一个相应的期货合同的多头头寸（价值为零），同时交易所清算机构将向他作现金支付，即根据期权执行价格与期货市场现行价格的差额计算出来的他所应得的盈利；反之，如果在期权合约到期时，标的期货的价格等于或低于期权的执行价格，他则可以放弃该合约。对于看跌期权合约的持有者来说则正反之:如果合约到期时标的期货的价格低于期权的执行价格，他将得到一个相应的期货合约的空头头寸（价值为零），同时将从交易所清算机构获得现金支付，即期货市场的现行价格与期权执行价格的差额；反之，如果在期权合约到期时，标的期货的价格等于或高于期权的执行价格，他就放弃执行该期权合约。

与期货交易不同，期权交易既有在场内进行的，也有在场外进行的柜台交易。在场外进行交易的天气指数每一个点的价值可能不是＄20；另外，期权合约有时还会设有赔付上限。

下面介绍的是一个企业在场外通过买入一份期权合约来防范天气风险的案例。

例2:地处美国波士顿的某空调制造公司曾对过去30年本地区夏天的平均制冷指数作过统计分析，认为CDD大约在4 500点左右。本年度，为了防范可能到来的凉夏导致预期收益下降，公司决定采取保值措施。当时公司有两个选择:一、在CME卖出CDD指数期货合约，这样做以后，即便真的遇到了凉夏，公司收入也能得到保护。但在另一种可能发生的情况下，公司放弃了遇上酷暑原本能给公司的销售收入所带来的好处。二、去天气衍生品的OTC市场上，买进CDD指数的看跌期权。当时，气候衍生品市场的期权行情如下:

气象数据观察地点:波士顿Logan机场气象站；

合约乘数（tick size）:每一个气温指数点为＄5 000；

CDD看跌期权执行价格:4 500点；

赔付上限（payout limit）:＄2 000 000；

期权费:＄335 000。

假如在这份看跌期权合约的有效期间，累计的CDD低于4 500点，期权出售者就必须向空调制造公司支付合约的内在价值，即:＄5 000×（实际观察到的累积CDD指数点－4 500）。

这样一来，公司将凉夏可能造成的收入下降的风险作了转移，即制冷指数低于4 500点所形成的气温骤降风险由交易对手承担，但其所获得的最高赔付额限定为＄2 000 000。

与此同时，公司保留了可能来临的炎热夏天给空调销售收入带来的好处。因为在CDD上升的情况下，公司可以放弃执行看跌期权合约，其蒙受的最大损失为一开始就已确知的期权费（＄335 000）。

期权交易有一个最大的特点，那就是期权合约向其购买者或持有者提供的是按执行价格购买（看涨期权）或出售（看跌期权）规定数量的某种金融资产的权利而不是义务。换言之，期权合约要不要执行这完全由期权购买者自己决定。这意味着他在对不利的市场行情变化获得了保险的同时，保留了从有利的市场价格运动中获利的机会。结合以上案例来分析，空调制造公司在对凉夏造成的销售量下降的风险作了抵补的同时，保留了高温酷暑带来的空调销售量扩大、企业利润上升的机会。

总而言之，天气变化难以预料，它加大了企业销售收入和经营利润的波动性。有些中小企业很难扛得住连续几个季度的恶劣气候的打击，相比之下，大公司的业务有地理上的分散化优势，承受能力相对要好一些。自从新颖的天气衍生品诞生以后，企业无论大小能够在一个合理的成本之上对气候风险作出反应。此后，在美国等发达国家，企业再以气候多变作为糟糕的经营业绩或难看的财务状况的借口已不再被接受，市场分析师会毫不留情地调低那些忽略使用天气衍生品作为保值工具的公司的投资等级，股权市场也不会原谅收益率呈较高波动性的企业，通常以其股价暴跌来惩罚它们。

六、天气衍生品在中国市场的开拓前景

中国的经济运行受天气因素的影响究竟有多深？多年来，中国一直是世界上天气灾害种类最多、活动最频繁、危害最严重的国家之一。据统计，气象灾害占我国所有灾害损失的70%以上。其中，农业生产遭受的影响最大，因为不利的天气条件会减少农作物的产量、降低农作物质量，甚至会导致农作物绝收。据国务院研究室农村司公布的资料，我国每年因各种天气灾害造成农作物受灾面积达5 000万公顷，受影响的人口达4亿多人次以上，造成的经济损失相当于GDP的1%—3%⁽⁹⁾。

我国是一个农业大国，农业人口占到全国总人口的70%以上。尽管中国的改革开放是在农村拉开序幕的，但中国农业“靠天吃饭”的态势迄今尚未得到根本改变，农民的脱贫致富道路走得非常艰难，政府解决“三农”问题的任务还十分艰巨。除农业以外，国民经济中的其他行业（如能源、交通、建筑、娱乐、旅游、保险及电力、暖气供应等公用事业单位）的经营状况也都在相当程度上与气候有关。天气灾害已经成为我国经济可持续发展的重要制约因素之一。不仅如此，天气风险还威胁着人民生活，影响着社会和谐。

虽然我国面临的天气风险状况非常突出，国民经济运行和社会事业发展的过程受气候多变的影响和损失越来越大，但由于我国的资本市场发展滞后，至今尚未有一个金融衍生品挂牌以供投资者买卖，更遑论天气衍生品交易。目前，我国企业对天气风险管理还停留在绝大部分听天由命、小部分进行商业保险（主要是对极端自然灾害投保）的阶段。

实际上，商业保险与天气衍生品交易各自适用的范围有所不同:商业保险的投保对象只涉及那些高风险、低概率的巨大天气灾害事件。由于中国保险市场发展得较缓慢，目前中国的企业只能购买到少数几个由保险公司承保的自然灾害险种的保单。而天气衍生品则不与极端气候相关联，它与那些不太引人注目的、但经常出现的、可能影响企业经营收入的气候变化有关，它所涉及的是低风险、高概率的气候事件。对于企业来说，这种风险更为经常，影响更为直接。

气候的不确定性代表着一个不以人的意志为转换的风险来源。既然有风险，就有必要制定针对性措施、采用适当的金融工具来加以防范或转移。气候衍生品就是这样一种极富创新特征、能用来防范气候不确定性给企业的经营业绩和财务状况造成剧烈波动的金融工具。与其他衍生品交易相比，气候衍生品交易有一个固有的特质，即前者经常被用来进行投机，而后者的内在基本特征决定了能对这类金融产品进行投机的只限于少数几个有专业气象知识，并且敢于冒险的风险爱好者。换言之，天气衍生品特别适用于套期保值交易。这对于企业的平稳经营以及国民经济的健康发展具有非常显著的积极作用。

我国的有关部门曾探讨过在我国发展天气衍生品市场的可能性。前几年，大连商品交易所曾专门举行过研讨会，探讨了在我国推出天气期货交易的可行性。根据“华尔街电讯网”2006年6月12日报道，大连商品交易所和国家气象中心合作开发的温度指数期货合约上市申请已报送中国证监会。此外，大连商品交易所与东京金融期货交易所（TFX）签署了谅解备忘录，合作研发和推广天气衍生产品。另一方面，中国的企业为实现投资者利益的极大化，也需要对其控制范围以外的气候风险进行投保或借助衍生品交易来进行套期保值，以便能将主要注意力更加集中于公司的核心业务。

七、上海在金融创新中的开拓性和示范性的作用

2008年8月21日，美国的Weatherbill公司公布了一项研究报告。这项研究选取了9个明显受天气影响的部门（农业、采掘业、制造业、公用事业、建筑业、贸易和酒店旅馆业、交通运输业和仓储及通讯业、金融保险业、社区服务业）代表一个国家（地区）的国民经济，同时基于对气温和降雨量时间跨度为6年的历史观察数据，量化了全球68个国家和地区的国民经济对气候偏差（deviation）的敏感性（sensitivity），并在比较分析的基础上进行排序。

Weatherbill公司的研究报告称:中国也是一个对天气变化具有很大敏感性的国家。尽管中国的天气敏感性得分在68个国家或地区中并不算太高，排列第45位（天气敏感性得分为1.75），但中国在这六年里的平均GDP（1.733万亿美元）中大约有45%暴露在天气风险之下，受险的经济规模达到7 783亿美元之多，排在第三位，仅名列美国和日本之后。

根据这份研究报告，假如其所涵盖的68个国家（地区）都对所面临的天气风险进行套期保值，那么，全球产出将每年增加2 580亿美元，为全部总产出的1%左右。该报告还特别强调，美国、中国和俄罗斯从天气风险保值战略中可获得的潜在利益最大，预期中的GDP增加值分别为370.59亿美元、274亿美元和344.31亿美元，占GDP的比重分别达到0.326%、1.58%和6.655%。虽然这只是根据某种程式，并基于一系列的假设条件所做的一项粗略估计，但对于宏观经济的管理者和决策者来说，它所揭示的天气风险管理的潜在收益是值得重视的。

在中国，要引进气候衍生品交易、开拓天气风险管理市场，其最理想的首选之地当然是上海。上海作为我国最大的金融城市，在全国的金融业务中占据了半壁江山，而且在某些金融领域一直保持着独特的、开拓者的优势，是我国金融产品创新和衍生品交易的主要场所。例如，中国外汇交易中心、中国银行间同业拆借市场、中国黄金交易所、中国金融期货交易所都设在上海，这些都是国内唯一的金融市场；而上海期货交易所也是目前国内唯一一家名副其实的期货交易所。此外，上海证券交易所与深圳证券交易所一起构成了全国仅有的两家证券交易所，其上市公司的数量、市值及日交易量等指标在亚太地区一直都名列前茅。

上海作为全国最大的沿海开放城市，在吸引外资金融机构方面也一直在国内保持领先地位，是外资银行拓展海外业务、国际金融业进入中国市场的首选之地。目前，尽管全球经济仍未走出衰退的困境，但中国不断增长的经济实力将转化为上海更大的资金经营能力。上海必将吸引更多的全球大银行、证券公司、保险公司和其他国际金融机构的进驻。

上海作为中国银行业和证券业的诞生地与集中地，在历史上曾是远东最大的金融中心，这为今天的上海国际金融中心建设提供了文化积淀、历史声誉和事业信心。此外，2010年世博会的举办也为上海的发展提供了一个千载难逢的机遇。2009年3月25日，国务院常务会议审议并原则通过了《关于推进上海加快发展现代服务业和先进制造业建设国际金融中心和国际航运中心的意见》。作为全国经济增长引擎，上海经济转型终于被置于国家战略的高度，酝酿17年之久⁽¹⁰⁾的“推进上海建设国际金融中心”终于开始付诸实施。

有如此得天独厚的优势作为依托，上海应不断发扬改革开放的开拓精神，不断营造和完善良好的金融衍生品交易平台，大胆进行金融创新，要争当金融改革的“试验区”，承担起“先行先试”的示范责任，充分发挥上海的服务、辐射和带动功能。在建设国际金融中心的过程中，上海必须抢占金融创新的制高点，以继续保持领先地位，这也是历史赋予上海的责任与寄托。

当前，上海国际金融中心建设的核心任务是要不断拓展金融市场的深度和广度，形成比较发达的多功能、多层次的金融市场体系。而在这个体系中，气候衍生品市场应成为一个有机组成部分。因为非灾难性、经常性的天气风险很少能够通过传统的金融工具来转移或者分散。鉴于全球变暖对地球的生态和气候环境产生负面影响的趋势越来越明显，而我国又是世界上受气象灾害和天气异常变化影响最严重的国家之一，在这样的背景下，及早推出有关气候指数的期货交易和期权交易，有助于填补我国在天气风险管理领域里中的空白，更好地发挥上海的服务、辐射和带动功能。另外，通过建立和发展气候衍生品交易市场，同时扩大基于气象指数的保险业务范围来拓宽天气风险转移的渠道，引导企业对天气风险加以积极管理，这本身代表着一个潜在的、增长前景十分可观的新兴产业。特别是在金融市场还很不发达、投资品种十分欠缺的我国，引进气候衍生品还能丰富投资品种和拓宽投资领域，使之逐渐形成一个新的金融产业，从而能有力地推进中国资本市场向前发展。

有鉴于此，全面了解国外气候衍生品的诞生过程和发展现状，深入分析其理论基础和市场运行机制，充分汲取其在天气风险管理中的借鉴作用，积极探索气候衍生品在上海率先推出的可行性与可能性，这无疑有着相当重要的理论启示意义与实践指导作用。这项研究作为金融创新的一个有机组成部分，有助于填补我国在天气风险管理领域里中的空白，并且能为政策制定者提供决策依据。

（作者单位:上海大学国际工商与管理学院）

【注释】

(1)Lori Pizzani，“Forecast for Weather Derivatives:This Hot market Shows No Signs of Cooling Off”，Financial Engineering News，September，2006.

(2)安然公司曾是美国最著名的能源公司之一，2001年12月因造假丑闻曝光，申请破产保护，成为当时美国历史上最大的破产案。尽管安然公司最终宣告破产，但这毕竟是有史以来的第一笔天气衍生品交易。

(3)参见:http://www.cme.com/trading/prd/weather/.

(4)期货买卖一旦成交后，交易所的清算机构便立即介入成为交易的另一方，即对于所有买方来说，交易所的清算机构是卖方；而对于所有卖方来说，交易所的清算机构是买方。这项制度性安排消除了当事人对对手违约的担心。另外，期货交易所对保证金账户进行逐日盯市的制度也起到确保交易双方切实履行合约义务的责任，同时也有效地维护了交易所本身的利益。

(5)Carvill公司是美国一家独立的中介机构，该公司以跟踪飓风的活动、计算飓风所造成的灾害损失并从事再保险业务而闻名。

(6)这两种温表之间的转化公式为:℃＝5/9（E－32），或者E＝9/5℃＋32.

(7)另一种经常运用于建筑业的气象事件指数称作“不利建筑天数”（ACD），该指数的计算针对某种单一的或者复合的天气条件进行的，如日降雨量或（和）降雪量超过事先确定水平的天数。

(8)参见:http://www.cme.com/clearing/clr/list/contract＿listings.html？type＝wea.

(9)参见2007年1月12日国务院正式印发的《国务院关于加快气象事业发展的若干意见》。

(10)1992年召开的党的十四大首次提到要把上海建设成国际金融中心。17年来，上海在金融中心建设中似乎步履维艰，诸多设想停留在蓝图阶段。现在，这些设想或将一一实践。