气象经济学专题研究6.ppt

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1、一、气候变化问题的经济学视角（一）气候变化的科学结论1.气候变化与气候变率：气候变化是指气候平均状态统计学意义上的巨大改变或者持续较长一段时间（典型的为10年或更长）的气候变动。气候变化的原因可能是自然的内部进程，或是外部强迫，或者是人为地持续对大气组成成分和土地利用的改变。联合国气候变化框架公约（UNFCCC）第一款中，将“气候变化”定义为：“经过相当一段时间的观察，在自然气候变化之外由人类活动直接或间接地改变全球大气组成所导致的气候改变。”UNFCCC因此将因人类活动而改变大气组成的“气候变化”与归因于自然原因的“气候变率”区分开来。2.IPCC（Intergovernmental Pan

2、el on Climate Change）报告：地球气候正经历以全球变暖为主要特征的显著变化,IPCC发布四次全球气候评估报告1990年，第一份报告向人类警示了气温升高的危险，推动了联合国环境与发展大会1992年通过联合国气候变化框架公约（United Nations Framework Convention on Climate Change，简称框架公约)这是世界上第一个为全面控制二氧化碳等温室气体排放以应对全球气候变暖给人类经济和社会带来不利影响的国际公约。1995年，第二份报告指出：“证据清楚地表明人类对全球气候的影响”。这份报告为京都议定书1997年得以通过铺平了道路。京都议定书要求

3、主要工业发达国家要在20082012年期间将温室气体排放量在1990年的基础上平均减少5.2%。2001年，第三份报告表示，有“新的、更坚实的证据”表明人类活动与全球气候变暖有关，全球变暖“可能”由人类活动导致。“可能”表示66%的可能性。2007年2月2日，第四份报告指出，气候变暖已经是“毫无争议”的事实，人为活动“很可能”是导致气候变暖的主要原因。“很可能”表示90%以上的可能性。,3.反对的声音（1）毫无来由的恐慌（2）气候变化问题政治化（计算机模拟数据不真实）（3）太阳黑子活动极寒天气揭穿西方全球气候变暖谎言（郎咸平）2012年初，北半球近日出现极寒天气，欧洲地区已有超过260人因严寒

4、天气死亡。在亚洲，日本今冬大雪已至少夺去63人的生命；中国北方多地亦持续出现严寒天气。4.气候变化的表现：(1)温度和降水 自1861年至2000年，全球表面平均温度上升了0.40.8。20世纪是近千年中地表增温速率最大的一个世纪。在北半球，19762000年，增温速率最大，最热的12年出现在1983年之后，20世纪90年代是近100年中最暖的一个10年，1998年是最暖的一年。根据科学预测，到2100年，地球表面温度将比1990年上升1.45.8。,近100年来，中国年平均气温呈明显上升趋势，中国年地表平均气温明显增加。升温幅度约为0.5-0.8，比同期全球平均值（0.60.2）略强。199

5、7年中上升了0.79，20世纪40年代和80年代中期以后是两段气温明显偏高的时期。增温最明显的的季节是冬季和春季。1951年2001年，中国年平均气温整齐的上升趋势非常明显，51年间平均气温上升了约1.1。增温主要从20世纪80年代开始，且有加快趋势。冬季上升趋势最明显。,20世纪全球陆地上的降水增加了2%左右。北半球中高纬度大陆地区降水增多明显，北纬3085陆地地区降水量平均增幅达7%12%，以秋、冬季节最为显著。北美洲大部分地区20世纪降水增幅为5%10%左右。欧洲北部地区在20世纪后半叶降水明显增多，1891年以来，原苏联东经90 以西地区降水量增加了5%。()雪盖和陆海冰范围变化 雪盖

6、和陆冰的减少与地表温度的升高有正相关关系。随着温度的升高，高中纬度地区的生长期呈增长趋势，雪盖则减少。在20世纪北半球中高为地地区湖结冰期约减少两个星期，非极地地区的山地冰川广泛消退。在最近几十年北极夏末至秋初的海冰厚度可能减少了约40%。()海平面变化和ENSO事件（热带太平洋厄尔尼诺现象和大气中的南方涛动相互联系、相互作用的事件）近100年全球平均海平面上升了0.10.2m。自20世纪70年代中期开始，ENSO的变化情况与以前100年相比有很大不同，暖位相比冷位更频繁、持续和强大。最近ENSO的变化影响了全球热带和副热带的降水和温度变化，这种影响可能对过去几十年全球温度的升高产生了一些影响

7、。,()极端天气气候事件 当天气的状态严重偏离其平均态时就可以认为是不易发生的事件，不容易发生的事件在统计意义上就可以称为极端事件。高温热浪、干旱和洪涝等事件等等都可以看成极端气候事件。据估计，19912000年的十年里，全球每年受到气象水文灾害影响的平均人数为2.11亿，是因战争冲突受到影响人数的7倍。亚洲是遭受自然灾害袭击最频繁的大陆，在19902000年间，此地区自然灾害占全球所有极端气候事件的43。2007年6月28日波斯湾遭飓风袭击28人死亡26人失踪2008年8月31日飓风袭击美国海岸近200万人被疏散中国也遭受极端天气事件的影响：高温和低温事件：自1950年以来，全国范围寒潮活动

8、逐渐减弱，尤其是在20世纪80年代和90年代初，低温日数也趋于减少。高温日数减少，热日和暖夜频率显著增加。强降水和暴雨频率：降水总量不变或增加但频率减少，意味着降水过程可能存在强化的趋势。极端降水平均强度和极端降水值都有增强的趋势。1990年以来，极端降水量比例趋于增大。干旱：20世纪中国气候有变干趋势，并且20年代和60年代中期发生了两次气候由湿变干的气候跃变。长江、淮河流域70年代起降水明显增多，洪涝加剧；黄河流域从1965年起连续干旱，并且不断加剧。,4.气候变化与人类活动（1）工业革命开始影响气候系统近200多年，工业革命开始，人类各种生产活动，需要大量的矿物燃料，矿物燃料燃烧而排放出

9、来的二氧化碳等温室气体迅速排放到大气中并长期积累，遮住了应该发散到太空中的热量，使得原来的温室效应更加强化，导致了地球平均温度的上升，即全球变暖现象。（2）城市化影响气候变化 城市具有热岛效应、减风效应和热岛环流（二）气候变化的影响1.农业观测到的影响19971998年间，由于受到强厄尔尼诺事件的影响，极端天气气候事件频发，长江以北地区出现历史上少见的大范围持久性干旱及高温，长江以南登陆台风异常集中。全国累计农作物受旱面积2221万h，其中绝收257h；洪涝灾害造成的农田受灾面积达1238h，绝收225h。,（1）对农业种植制度的影响农业热量资源条件提高，生育期延长，喜温作物界限北移，促进作物

10、种植结构调整，但农业生产的不稳定性增加，气象灾害的损失加大。（2）对农田管理、土壤质量、病虫害等的影响气候条件直接关系到作物品种选择、水肥管理等，变暖使作物病虫害增多，投入增多，管理和生产成本增加。（3）对粮食产量和农业经济的影响 气候变暖使农业生产条件改变，农业成本和投资大幅度增加，灾害损失增大，我国每年因气象灾害造成的的农业直接经济损失1000多亿元，其中影响最大的是旱灾。2.水资源近40年来,中国6大江河(长江、黄河、珠江、松花江、海河、淮河)的实测径流量都有呈下降趋势。下降幅度最大的是海河流域黄壁庄的测量结果，每10年递减率达36.64%.近20多年来,北方干旱缺水,南方洪涝灾害同时出

11、现,形成北旱南涝的局面.2010年春，西南五省严重旱灾。2010年9月至今，江苏境内少雨，降雨量是往年同期的50%左右。北方缺水地区出现持续枯水期,黄河、淮河、海河和汉水同时遭遇枯水期。长江、珠江、淮河等出现特大洪水，仅1998年大水的直接经济损失高达2466亿元之多。气候变化对冰川产生影响，20世纪退缩速度明显加快。自20世纪气候变暖以来，中国山地冰川普遍退缩，西部山区冰川面积减少21%。,3.气候变化对海岸带资源环境的影响气候变暖导致海平面上升，加大沿海低地淹没的面积，增大海水入侵的强度和范围；使滨海湿地、红树林和珊瑚生态系统退化。沿海强热带风暴加大，受台风和风暴潮灾害影响，造成的经济损失

12、加大。4.对森林与其他自然生态系统的影响森林:森林面积明显减少,覆盖率减少,如祁连山山地森林区森林面积减少16.5%,覆盖率减少10%.草原:20世纪80年代以来,青南和甘南牧区气温普遍升高,降水量逐年减少,牧草的产量下降,草地生态系统退化.湿地:北方河流断流现象频发,湖泊萎缩,水库蓄水量减少，湿地功能下降.物候：受气候和环境影响而出现的以年为周期的自然现象是物候现象，包括各种植物的发芽、展叶、开花、叶变色、落叶。候鸟、昆虫和其他动物的飞来、终鸣、离去、冬眠等现象。自20世纪80年代以来，在中国春季平均温度上升0.5C，春季物候期平均提前2天，上升1C，春季物候期提前3.5天。,5.重大工程、

13、环境和人类健康的影响气候变化可能减缓长江流域上游的干旱，增加汛期洪涝的频率，可能引发三峡库区泥石流、滑坡等地质灾害。气候变化会使青藏铁路沿线多年冻土进一步退化，影响铁路的稳定性。气候变化通过增加疾病的发生和传播的机会危害人类健康，洪涝灾害后，感染性疾病增加。（三）气候变化的经济学属性1.适宜的大气资源具有稀缺性具有稀缺性的表现两方面：一是具有经济价值；二是相对于人的需要来讲是有限的。2.气候系统具有公共产品的性质 3.温室气体排放具有负的经济外部性效应,私有企业向公共大气排放，导致全球社会成本高于私人成本。温室气体的排放与存量与气温直接的关系，直接导致了对人类社会的经济影响。4.人类的经济活动

14、导致气候变暖是“公共地悲剧”5.温室气体的减排和限排过程中需要计算出精确的成本，并确定温室气体的价格。6.国际气候谈判制度是具有全球性质的公共产品7.温室气体排放以及各国联合履约共同应对气候变化过程中出现搭便车行为8.气候变化中的市场失灵问题市场失灵的表现：外部性、公共产品、垄断、信息不对称9.减缓温室气体排放的碳排放权交易10.减少温室气体排放影响现有的经济增长速度，而温室气体的减排直接导致经济发展模式的转变发展低碳经济11.气候变化引发了经济学各种理论与模型的变化,如，增加新的税种气候变化税（英国）：一种全国性税种，针对工商业和公共部门使用的燃料所征收的税费。新的经济增长理论与模型的修正

15、新的宏观经济模型等（三）气候变化的经济评价1.气候变化的经济成本（或损失）（1）斯特恩报告（2007）：采用了国际视角，认为气候变化的原因及后果都是全球性的，只有采取国际集体行动，才能在所需规模上做出有实效的、有效率的和公平的回应；回应要求在多个领域中进行更有深度的国际合作，最明显的是建立碳的价格信号和市场，刺激科技研究、发展和应用，推广适应，发展中国家尤其应该这样做。斯特恩报告以三种不同的方式计算了气候变化的经济成本，开展行动、减少造成气候变化的温室气体排放的成本和收益。,当前大气中温室气体的水平或存量相当于大约430ppm二氧化碳，这个数字在工业革命之前仅为280ppm。这个浓度已经使全球

16、变暖了摄氏半度多，而且由于气候系统的惯性还将在未来数十年中继续上升半度。即使每年的排放没有超过今天的速度，到2050年，温室气体在大气中的存量也会比工业革命之前增加一倍，达到550ppm二氧化碳当量；而且将继续上升。但是，排放还在加速。随着经济快速发展的国家向高碳基础设施投资，随着世界增加对能源和交通的需求，可能到2035年就会达到550ppm二氧化碳当量。照这个水平并根据所使用的气候模式看，全球平均温度上升超过2摄氏度的几率至少是75，也许还会高达99。斯特恩报告中对经济活动、人类生活和环境的物理影响融化的冰川开始时会增加洪水的风险，之后会严重的降低水的供给，最终会威胁到六分之一的世界人口。

17、这些人主要居住在印度次大陆、中国的一些地区和南美的安第斯山脉。粮食生产逐渐下降，特别是非洲，这可能导致数以亿计的人失去生产或购买足够食物的能力。当全球变暖3 或4 度时，每年遭受洪水袭击的人口将由于海平面上升而增加上千万甚至是上亿人。东南亚（孟加拉和越南）、加勒比和太平洋的小岛、以及大的沿海城市，例如东京、纽约、开罗和伦敦将面临严重风险，沿海防洪的压力将越来越大。根据一项估计，本世纪中期可能有2 亿人会因为海平面上升、洪水越来越严重、干旱更加严酷而永远离开家园。,大概有1540的物种可能会在变暖2 度后面临灭绝的命运。还有海洋酸化。酸化是二氧化碳水平上升之后的直接结果，这将对海洋生态系统产生重

18、大影响，还有可能对鱼类的存量产生不利的后果。气候变化的影响分布并不平均，最穷的国家和人民最早受到损害，而且损害程度也最深。气候变化是对发展中国家的重大威胁，是持续减贫各方面工作的主要障碍。第一，发展中地区处于地理劣势：平均来讲，它们的温度已经比发达地区高，而且降雨量起伏很大。进一步变暖会给穷国带来更高的成本和更少的收益。第二，发展中国家，特别是最穷的国家，都高度依赖农业；而农业是所有经济领域中最容易受到气候影响的部分。这些最穷的国家健康供给不足，公共服务品质低。第三，由于收入低、易受影响，它们在适应气候变化时尤其有困难。气候变化很可能会进一步减少发展中国家已经很低的收入并使疾病和死亡率增加。农

19、田收入下降会增加贫困，减少家庭为改善未来所做投资的能力，迫使他们用尽微薄的储蓄去糊口。很多发展中国家应对当前的气候已经很困难。虽然现在温度上升了不到1 度，这种气候冲击就已经使发展中国家经济和社会发展遭受挫折。如果气候变化没有缓解，也就是说上升34 度甚至更多的话，就会极大地增加这些事件的风险和成本。,这种规模的影响将会蔓延出国家的边界，加剧损害。海平面上升以及其它由气候驱动的变化将迫使数百万人搬迁：只要海平面上升1 米，孟加拉就将有五分之一多的土地被淹没，而这种情况在本世纪末就可能发生。与气候有关的冲击在过去就已经触发过暴力冲突，在西非和尼罗河盆地及中亚都有冲突的严重风险。如果全球温度上升2

20、 度，在南欧国家里，水的获得和粮食产量预期将下降20。本来就缺水的地区会面临严峻困难，成本不断增加。极端天气（风暴、飓风、台风、洪水、干旱和热浪）的损害成本不断增加，将抵消早期因气候变化带来的收益，这种损害还将随着温度的升高迅速增加。根据简单的外推法计算，到本世纪中期，仅是极端天气的成本就可能达到世界每年GDP 的0.51。如果世界继续变暖，这个数字还会持续上升。（2）气候变化损失的表现直接财产损失（防御性支出、耕地减少等）；生态系统损失（湿地减少、物种灭绝等）；基础产业部门损失（农业、林业、渔业等）；其它产业部门损失（能源、水、建筑、交通、旅游等）：人类福利损失（人类舒适性、疾病增加、空气污

21、染、迁移等）；灾害的风险（洪水、干旱、飓风等）；,（3）气候变化成本的经济评估方法斯特恩报告综合评估模型（PAGE），以提供估计金额总计的方法来分析气候变化的风险和成本。计算人类的期望效用，预测表明如果任由气候变化而不采取任何行动将可能造成人均福利较目前水平降低20%。诺德豪斯（Nordhaus）局部均衡方法估算农业和海平面上升的成本大约为GNP 的0.25%，考虑到非市场相关的影响损失可能达到1%左右。Nordhaus曾就气候变化的损失进行了一次著名的专家调查对于2090 年温度上升3C 的情况，专家预测损失的范围在GNP 的 0.7 8.2%（90%的置信区间），中值为1.9%，与上述研究

22、结果基本吻合。,Rosenberg 和Crosson一般均衡法对美国密苏里等四个州（简称MINK）的地区综合损失评估项目，通过投入-产出模型反映农业对经济的反馈作用，同时考虑了适应性的问题。其研究结论是，气候变化对农业和水资源的影响较强，在2030 年上升约1C 的情况，其对地区收入的影响不超过GNP 的1%。Scheraga等一般均衡法从农业生产、能源需求和海平面上升三个主要方面就气候变化对美国的宏观经济影响进行了综合评估。他们采用了比较悲观的气候变化构想，假设到2060 年CO2 浓度倍增将引起地球温度上升5.1C。研究结果表明2060 年GNP将比不考虑气候变化的情况低0.8%。（4）适

23、应气候变化的成本适应气候变化的成本应作为气候变化损失的成本，尤其是发展中国家最后的适应性措施就是发展经济，提高应对能力。,2.应对（减缓）气候变化的成本评估（1）评估方法自下而上bottom-up自下而上类模型以工程为基础，以技术为导向，侧重单个能源供应技术的性能和可得性。现有技术可以用一条技术成本曲线来表示，根据减排成本排列成一个清单，并与能源需求相比较。由于假设总能找到最有效的技术，以低于现有状况的成本并提供所需能源服务，因此，应用这类模型计算的减排成本一般很低，甚至是负成本，即获得净效益，对减排经济影响的估计相对乐观自上而下top-down分为宏观经济模型和资源配置模型（又称均衡模型）宏

24、观经济模型重点研究减排措施对宏观经济指标，如通货膨胀率、失业率、银行利率等的短期和过渡性影响，并通过历史趋势分析进行经验性的检验。资源配置模型是长期均衡模型，相对价格变化是影响市场长期表现的主要因素。这类模型可以是综合的可计算一般均衡模型（computable general equilibrium,CGE）也可以是针对能源部门的部分均衡模型。CGE 模型强调不同经济部门之间的相互作用，同时考虑多个市场，其输入条件是商品价格的相对变化，如引入碳税，当各个市场的一系列价格达到对所有商品提供相同需求时，就达到了一般均衡状态。自上而下模型的结论：开始减排成本很低，随着减排量的增加，后续减排成本逐渐上

25、升。2025 2050 年,在基准排放水平上减排50%，将使GNP 减少1%3%。如果考虑到削减温室气体排放还带来其它环境效益，如减少了局部空气污染和越界污染物转移造成的酸雨问题等，减排成本还会进一步降低。,减排的溢出效应（spill-over effects）也称次生效益（secondary benefits）、附加效益（ancillary benefits）或联合效应（co-benefits）Pearce（1992）和Barker（1993）对英国的研究，Alfsen（1992）对挪威的研究，Amano（1994）对亚洲的研究，都认为次生效益是相当可观的，至少可以抵销1/3 的减排成本，使

26、许多减排措施变成无悔no regret 选择。甚至自下而上模型往往预测，如果考虑到次生效益可能以接近零的附加成本达到减少20%50%能源需求的目标。发达国家应用这一概念，极力说服发展中国家尽早参与全球减排行动（2）减缓气候变化的成本IPCC报告：温室气体减排的全球经济成本的估计值，平均每年GDP损失从正1%负0.3%美国气候变化科学小组：GDP的1.5%5%德国经济研究所：到2100年，每年的经济损失是20万亿，约为全球经济产出的6%8%,3.减缓气候变化的技术经济潜力,（1）三类技术,提高能源效率，减少排放,开发低碳或无碳能源，满足能源需求而不增加碳排放,利用土地和林业的碳汇功能，吸收二氧化

27、碳，降低大气温室气体浓度,（2）经济减排潜力在技术减排潜力的基础上扣除某些技术上可行而经济上缺乏竞争力的技术选择，而经济减排潜力包含了技术的附加成本和效益并克服了新技术扩散的社会经济障碍其评价标准是社会折现率。（3）市场潜力在经济减排潜力的基础上，扣除某些由于市场和机制不完善造成在现有市场条件下不经济的政策和技术选择。市场减排潜力的评价标准是私人折现率。4.气候变化的综合评价（1）综合决策的框架成本收益分析（CBA）方法由损失成本模型、适应成本模型和减排成本模型连接和集成构成。代表是Nordhaus，DICE及RICE模型成本有效性分析（CEA）方法，也称碳预算在综合考虑经济、政治、科学和伦理

28、因素基础上人为确定适当的减排标准。代表：Manne,Edmonds可容忍窗口法/安全着陆法（TW/SL）前者是成本收益方法的延伸，是以适当形式反映社会可接受的气候变化水平、减排意愿以及可容忍的效用；后者是在一系列约束条件（温度变化、湿度变率、海平面变化、最大减排率等）计算允许排放的范围。,DICE与RICE模型DICE（Dynamic Integrated model of Climate and the Economy）单一地区模型，是将不同国家合并成一个全球尺度的模型，从而具有相同水平的产出、资本、技术以及排放量。其优势是可以比较可信地获知宏观变量（如温度、碳排放量及其它一些经济变量）的基

29、本趋势，以及经济和环境系统之间的相互作用关系。RICE（Regional Integrated model for Climate and the Economy）通过设定不同的减排控制率以及碳税对全球合作与非合作的情景进行模拟发现，合作情景下能够非常有效地减少温室气体排放，而且不同的控制水平之间具有很大的差异，但合作总会给高收入国家带来一定的损失。这一成果成为了一些西方国家配额方案的基础。,DICE模型是评估降低温室气体最优路径的动态最优化模型。（2）发展趋势不确定性情况下的行动原则；小概率极端事件；不可逆性；学习问题与信息的价值,5.构建包含气候变化的国民经济核算体系,传统的国民经济循环流

30、程图：,产品与服务市场,生产要素市场,企业,家庭,出售,购买,劳动 资本,雇用投入,收入GDP,支出GDP,收入GDP,工资、租金和利润GDP,产品流向,货币流向,SNA创立和发展并未认识到气候变化是一个全球化相关的问题SNA（system of national account）在创立时期，正值西方宏观经济理论，尤其是凯恩斯的有效需求理论在西方各国盛行之际，并成为各国经济学领域的主流学说。SNA的主要贡献者理查德斯通教授，巧妙地将宏观经济理论中的收入均衡公式揉和进SNA研究框架内，使其四大基本账户即生产账户、消费账户、投资账户和国外账户及其内部指标项目，与凯恩斯有效需求理论中的概念范畴和基本

31、原理遥相呼应，使传统单一的国民收入估算变革为以反映社会产品及其价值运动过程为主要特征的核算体系。绿色GDP框架内的自然资源绿色GDP框架内含一个较为复杂的概念结构：是环境经济核算一体化。它是在单纯以经济系统为研究对象的传统SNA框架基础之上，通过容纳资源、环境两大因素，并将三者有机结合起来的一种研究框架。资源耗减和环境退化，是两个核心的外部因素或概念。,环境成本是否包括气候变化？,联合国统计局出版的1993年国民经济核算体系（System of National Accounts）,将绿色GDP框架作为现行GDP框架的一个附属部分。使以生态系统为中心和以经济系统为中心的两种对立的绿色GDP的理

32、论争论，以经济系统中心论暂时胜出告一段落。环境核算的前提假设：单调均一的；没有子过程可循环逆转，可恢复；,一种考虑气候变化特点的观点,气候变化成本的特点,“气候变化既是环境问题”，它使环境发生着不可逆转的变化，并且其影响有区域的时间的巨大差异；“气候变化也是发展问题”，是经济和政治经济内部的搏弈、斗争的内部问题；气候变化成本，是一个不受投入产出法则制约的因子,但是它受人类社会对气候和全球化看法的制约。,建立气候环境-经济三位一体的巨模型研究框架,环境和气候变化是两个特点不同的影响因子 环境是外部因子，而气候变化既是外部因子，也是内部开关变量。,构建包含气候变化的国民经济核算体系的基础：国家气候变化及相关影响的监测系统；建立气候变化-环境影响模型建立气候变化-经济影响模型建立气候变化-人类社会对策模型将以上模型耦合到现有绿色GDP体系中5.减缓气候变化的政策措施（1）经济手段碳税、碳排放许可贸易、补贴（2）行政管制计划指令、技术与产品标准、认证与标识（3）自愿行动企业自愿协议、公众行为的改变,