我国降雨指数期权的开发与设计

论文摘要

天气衍生品首次出现是在90年代中期美国对能源和公用事业行业放松管制的时候。竞争的加剧和需求的不确定性促使能源和公用事业公司去寻找有效的能够稳定收益的避险工具。单独的价格规避已不能满足需要,对价格风险和数量风险的联合管理构成为风险管理的新要求。而天气状况是决定能源需求量的一个关键因素,因此,对数量风险的管理也就等价于对天气风险的管理。具体地,对电力和天然气行业,温度是影响需求量的关键因素。根据天气风险管理委员会（WRMA）资料, 2006年4月-2007年3月间,世界范围内交易的天气衍生品合约总数——包括场外交易和芝加哥商品交易所（CME）的交易——是730087份。从合同类型看,有关温度的天气衍生品合约（包括场外合约和在CME交易的合约）总值达189亿美元,有关降雨和风力的天气衍生品合约的名义价值分别为1.42亿美元和3600万美元,有关温度的天气衍生品合约占了绝大多部分。第二类比较重要的天气衍生品合约是有关降雨量的合约。与温度衍生品相比,降雨量衍生品的发展还处于萌芽阶段。WRMA资料显示,2000年冬天所交易的基于降雨和降雪的天气合约占全球天气风险市场的3%左右;2006年4月-2007年3月间,有关降雨的天气衍生品合约的名义价值虽然高达1.42亿美元,但所占比例相对于2000年并没有提高多少,因为期间并没有新的交易品种大量涌现。发展上的缓慢并非反映了兴趣上的缺乏或需求上的不足。事实上,天气合约的最终使用者,例如农民和水力发电生产者非常热衷于降雨量等衍生品合同,关键问题是如何对降雨量妥善建模。当金融机构无法很好的把握降雨量模型时,他们也就无法为降雨衍生合约提供报价。而对降雨量的模拟以及对相关衍生品合约进行合理估值是天气衍生品的一个前沿领域。本文以国际上通行的期货品种开发规范及原则为指导,创新地分析了我国降雨指数期权的合约设计,希望能推动国内天气期货的开发和上市,促进相关企业利用天气衍生产品进行风险有效控制;又通过对成都市1971-2003年间的月降雨量数据进行实证分析,力图找到一个降雨量的模拟方法,对降雨量衍生品合约的定价起到一定作用。本文的研究思路如下:首先,对天气风险的概念及特征进行了分析,分析了天气风险对相关行业的影响,进而引入了对天气衍生品的介绍。对于天气风险引发的收入、现金流等风险,目前主要有三种管理措施:利用准确的天气预报信息自留天气风险、天气保险和天气衍生品,就这三种风险管理措施,他们都存在一定的优点和不足,我们对其进行了比较分析,对天气保险和天气衍生品进行了重点分析比较。作为金融工程创新的结晶,天气衍生产品得到了迅速发展,相关行业可以通过灵活约定有关天气变量和支付条件来转移或接受天气风险。同时我们就最基本的衍生产品——以HDD和CDD为基础的天气衍生产品进行了介绍,对天气风险市场的建立与发展也进行了一个简单回顾。其次,阐述了天气衍生品种类,重点分析了这几种主要天气衍生产品的作用机理和特点。然后对天气衍生品的风险管理功能进行了阐述,受到天气风险影响的不仅仅是农业部门,还包括提供农业保险的保险公司/再保险公司、能源部门、建筑业、交通运输业等,这些部门均可以通过天气衍生品来消除因各种天气因素所导致的收入和预算的不稳定性。其中,重点说明了提供农业保险的保险公司/再保险公司、能源部门如何利用天气衍生品来规避自然风险所带来的损失。再次,以国际上通行的期货品种开发规范及原则为指导,对我国的降雨量指数期权进行开发与设计。首先,需要确定天气衍生品的构建原理,即如何将天气现象转换为可交易的产品,国际上通用的是利用三种不同类型的天气指数将天气现象转换为可测量的天气变量,并量化它与金融参数之间的关系。然后列举了几个场外降雨量期权合约,用以阐明降雨期权的应用,其中重点分析了全球两笔大宗交易的交易机理及其影响。进而由场外合约扩展到标准化合约,结合中国的具体情况,通过对标的指数的选择、合约规格及月份、数据来源、整体合约架构等四部分对降雨指数期货合约进行开发设计,在这一部分的最后,对存在争议的天气衍生品定价方法进行了阐述分析,而对降雨期权定价的关键问题——对降雨量的妥善建模,列举了一些学者的主要贡献,他们基于特定的区域提出了特定的模型,从统计上模拟降雨量,这为下一部分的实证分析提供了理论基础。第四,通过对成都市1971-2003年间月降雨量的数据进行实证分析,试图找到成都市降雨量的一个模拟方法,从统计上模拟降雨量,进而为降雨期权提供一个合理的报价。并举例说明降雨指数期权的应用。最后,对天气衍生产品在中国的应用前景进行展望。我们认为发展天气衍生品对于促进我国相关的行业的发展,资本市场的发展等都存在重大意义,然而我国资本、保险市场本身发展不足等因素阻碍着天气衍生品的发展,因此最后对推动天气衍生品的发展提出了一些建议。本文的主要贡献在于:首先,以国际通行的期货品种开发规范及原则为指导,创新地分析了我国降雨指数期权的合约设计;其次,对降雨指数期权的一个前沿领域——降雨量妥善建模问题,做了一个理论尝试,通过对成都市降雨量建立一个ARMA模型从统计上模拟降雨量,进而为降雨期权提供一个合理报价。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1. 前言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 本文内容框架
• 1.3 研究方法
• 2. 天气衍生品的兴起与发展
• 2.1 天气风险
• 2.2 对天气风险进行管理的措施
• 2.2.1 利用准确的天气预报信息自留天气风险
• 2.2.2 利用天气保险和天气衍生工具进行风险转移
• 2.2.3 天气风险的三种管理措施的比较
• 2.2.4 天气衍生品VS 天气保险
• 2.3 天气衍生品的兴起与发展
• 2.4 天气衍生品市场的发展
• 2.4.1 天气衍生品市场的发展
• 2.4.2 天气风险管理协会（Weather Risk Management Association）的建立
• 3. 天气衍生品的种类
• 3.1 期货
• 3.2 期权
• 3.2.1 期权合约
• 3.2.2 天气期权合约的应用
• 3.3 互换
• 3.3.1 互换合约
• 3.3.2 互换合约的应用
• 3.4 套保期权（COLLAR）
• 4. 天气衍生品的风险管理功能
• 4.1 农业生产者
• 4.2 农业保险公司/再保险公司
• 4.3 能源企业
• 5. 我国降雨指数期权的开发与设计
• 5.1 构建基础
• 5.2 降雨量场外合约
• 5.2.1 简单的降雨期权场外合约
• 5.2.2 大宗交易
• 5.3 降雨指数期货合约的设计
• 5.3.1 标的选择
• 5.3.2 合约规格及月份
• 5.3.3 数据来源
• 5.3.4 整体合约架构
• 5.4 天气衍生品的定价理论
• 5.4.1 定价方法
• 5.4.2 降雨量模拟
• 6. 降雨指数期权的应用
• 6.1 数据来源与说明
• 6.2 降雨量模拟
• 6.2.1 序列的平稳性
• 6.2.2 序列的平稳性和纯随机性检验
• 6.2.3 模型选择与参数估计
• 6.2.4 模型检验
• 6.2.5 序列预测
• 6.3 实例分析
• 7. 天气衍生品在我国的应用前景展望
• 7.1 发展天气衍生产品的必要性
• 7.1.1 有利于保障我国重要行业的发展
• 7.1.2 有利于推动传统金融和资本市场的发展
• 7.1.3 有利于我国经济参与国际市场的竞争
• 7.2 阻碍因素
• 7.3 应用前景
• 参考文献
• 后记
• 致谢
• 在读期间科研成果目录