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估算天气变化对气候变化的经济影响

如果经济学家能够就气候变化政策的适当雄心提供明确的指导,我们就需要更坚定的损害估计。本专栏介绍了一个新的模型,该模型为农民对天气变化和预报的事后和事前适应定价。当应用于美国农业时,该模型显示的结果比目前预期的悲观得多,并鼓励对农业政策进行重大改革。

我们不知道气候变化会让我们付出多少代价。然而,这一成本是化石燃料价格中缺失的“外部性”(Gollier 2021年),需要通过征税或限制碳排放来纳入(如欧盟排放交易体系)。对成本的合理假设可以证明碳价格从每吨几美元到数百美元不等。问题在于,衡量气候变化的成本本身就很困难,因为气候变化是一项在全球范围内实时进行的新实验。

我们如何从现有的数据中推断出未来气候变化的代价?你一定注意到了不同的地方有不同的气候。因此,你可能会比较较冷的地方A(比如德国)和较热的地方B(比如意大利)之间的结果,以了解气候变化的影响。问题是任何两个地方在很多方面都不同,而这些差异往往与它们的气候有关。在欧盟内部,随着我们从南到北的迁移,在制度、历史、土地利用模式、基础设施和文化方面出现了无数的差异,因此不可能坚定地将社会或经济结果的任何特定差异归因于更南部的地方更温暖。这种方法可以估计气候变化对美国农业的净收益或净成本,这取决于如何解释不同地区之间灌溉的差异(Mendelsohn et al. 1994, Schlenker et al. 2005)。

我们还能做什么?你一定注意到了,同一个地方在不同的时间会有非常不同的天气。而不是依赖于空间上的比较,你可以比较同一地点A更温暖的时间和同一地点A更冷的时间。这些天气的变化几乎是随机的,因此远远超出了社会的控制。在过去十年中,经济学家已经证明,天气对许多社会和经济结果都很重要(Dell et al. 2014, Carleton and Hsiang 2016)。许多经济学家一旦估计了天气变热的影响,就开始通过对本世纪天气变化的科学预测来推断气候变化的影响。在美国农业中,这种方法预测到本世纪末损失将高达56% (Deschênes和Greenstone 2007, Fisher等人2012)。

这种方法的缺点是随机天气事件与气候变化在重要方面有所不同——气候变化使以前不寻常的天气事件反复发生,我们知道它会改变未来的天气,并且它会同时影响所有地点的天气(关于最后一点,请参阅Cruz和Rossi-Hansberg 2021)。令人不安的是,我们甚至不知道从天气的影响来推断是高估还是低估了气候变化的代价。例如,与短期天气事件相比,农民可能更能适应气候变化,因为他们将有机会安装灌溉系统并调整种植决策,在这种情况下,实际成本将低于估计。但也有可能农民采取行动来应对他们无法年复一年维持的短期天气事件(比如使用更多的地下水),在这种情况下,实际成本将比估计的要大。

如果经济学家能够就气候变化政策的适当雄心提供明确的指导,我们就需要更坚定的损害估计——或者至少知道数据驱动的估计是上限还是下限。在最近的一篇论文(Lemoine 2021)中,我开发了评估损害的新方法,这些方法解释了气候变化如何使代理人一遍又一遍地生活在变化的天气中,并导致代理人预计未来天气会发生变化。我将我的方法建立在一个动态决策模型中,在这个模型中,代理可以采取行动来保护自己免受当前和未来天气事件的影响。这些行动可以基于对室外天气的了解(“后适应”),就像农民为了应对炎热天气而灌溉一样。它们也可以基于对即将到来的天气的预测(“事前适应”),比如农民在预测炎热天气时调整种植面积。

在我的模型中,我得出了气候变化的真实影响(用符号,而不是数字)。在气候变化经济学中,这是一个巨大的未知数,许多人通过从估计的天气影响中推断出目标,但从未在现实世界中直接观察到。因为我们通常看不到目标,所以我们不知道自己的瞄准有多准。但我知道目标是谁。所以我可以评估利用天气变化来获取气候变化的准确性,并尝试改进我们的目标。

乐观地说,传统方法在某些特殊情况下是可以成功的。悲观地说,这些案例确实显得相当特殊。特别是,它们要求代理的决策不随时间而关联,基本上将动态环境降低为静态环境(如Hsiang 2016, Deryugina和Hsiang 2017)。一旦智能体与资本存量(如灌溉或空调基础设施)或自然资源存量(如地下水)相互作用,它们的决策就既依赖于过去的决策,也依赖于预测的未来决策——因此也依赖于过去的天气和预测的未来天气。这些依赖关系对气候变化的真实影响很重要,但不能通过从短期天气事件的影响中推断的常规方法完全捕捉到。现有方法的准确性可能不高。

那么我们能做什么呢?是否有希望用数据驱动的方法来估算气候变化的代价?我发明了一种新的方法,可以提高我们的目标。我们不仅需要估计当前天气的影响,还需要估计滞后天气和天气预报的影响。一旦我们这样做了,理论就会告诉我们如何以一种模仿气候影响的方式来操纵和组合结果。通过这种方法,我们在气候变化的直接影响、对不断变化的天气生活的事后适应以及对未来天气变化的预期的事前适应之间分配气候的影响。我们还可以在新的估算值与气候变化真实影响之间的剩余差距上签字,这样我们现在就可以知道,我们对长期气候损害的估计是下限还是上限。

我将我的新方法应用于围绕美国东部农业影响的辩论。我更新了Deschênes和Greenstone(2007)和Fisher等人(2012)的数据,表明到本世纪末,由于极端高温天数增加,传统方法预计损失约42%。相比之下,我的新方法估计,气候变化将消除现有农田平均每亩的利润。和以前一样,极端高温天数的增加是重要和不好的,但现在普通高温天数的增加似乎也是有害的。这种变化是由后适应驱动的。我发现农民对普通高温的事后适应提供了短期的好处。然而,我也发现普通高温的直接影响是有害的,事后适应的短期收益反映了与长期成本的权衡,例如地下水枯竭或土壤质量下降。令人惊讶的是,从长远来看,适应气候变化实际上增加了气候变化的成本。

我的工作建议重新审视那些从天气后果推断气候变化后果的大量文献。它为如何构建基于经济理论的估算提供了路线图,最终可能产生更可信的碳价格建议。在关于气候变化对美国农业影响的辩论中,这些新的估计得出了悲观得多的结果,并改变了人们关于适应气候变化会降低气候变化成本的普遍直觉。该行业未来的健康状况取决于在较冷地区扩大耕地面积,以及开发能够在较暖的世界中茁壮成长的新作物品种。

参考文献

Carleton, T A, and S M Hsiang(2016),“气候对社会和经济的影响”,科学353(6304)。

Cruz, J-L,和E Rossi-Hansberg(2021),”不平等收益:评估全球变暖的总量和空间经济影响, VoxEU.org 3月2日。

戴尔,M, B F琼斯和B A奥尔肯(2014),“我们从天气中学到了什么?”《新的气候经济文献》,经济文献杂志52(3): 740 - 98。

陈晓峰,陈晓峰,陈晓峰(2017),“气候变化的边际产量”,中国农业科学研究院工作论文,2006.06 - 2016.06。

Deschênes, O, and M Greenstone(2007),“气候变化的经济影响:来自农业产量和天气随机波动的证据”,美国经济评论97(1): 354 - 85。

Fisher, A C, W M Hanemann, M J Roberts和W Schlenker(2012),“气候变化的经济影响:来自农业产量和天气随机波动的证据:评论”,美国经济评论102(7): 3749 - 60。

Gollier, C (2021), "不确定性下的有效碳定价, VoxEU.org, 4月6日。

向士明(2016),“气候计量经济学”,资源经济学年度评论8: 43 - 75。

Lemoine, D(2021),”从天气变化估计气候变化的后果, CEPR讨论文件编号16194.

Mendelsohn, R, W D Nordhaus和D Shaw(1994),“全球变暖对农业的影响:李嘉图分析”,美国经济评论84(4): 753 - 71。

Schlenker, W, W M Hanemann和A C Fisher(2005),“美国农业真的会从全球变暖中受益吗?”“享乐主义方法中的灌溉核算”,美国经济评论95(1): 395 - 406。

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