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根据天气变化估计气候变化的经济影响

如果经济学家们想要为气候变化政策的适当目标提供明确的指导,我们就需要更坚实的损失估算。本专栏介绍了一种新的模型,为农民对天气变化和预报的事后和事前适应进行定价。当应用到美国农业时,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实质性的改革。

我们不知道气候变化会给我们带来多少损失。然而,这一成本是化石燃料价格中缺失的“外部性”(Gollier 2021),需要通过对碳排放征税或限制(如欧盟排放交易体系)纳入这一成本。合理的成本假设可以证明碳价格从每吨几美元到数百美元都是合理的。问题在于,衡量气候变化的成本本来就很困难,因为气候变化是一项在全球范围内实时进行的新实验。

我们怎样才能从现有的数据中推算出未来气候变化的代价呢?你肯定已经注意到不同的地方有不同的气候。因此,你可能会比较较冷的A地(比如德国)和较热的B地(比如意大利)之间的结果,以了解气候变化的影响。问题是,任何两个地方在许多方面都不同,而这些不同往往与它们的气候有关。在欧盟内部,当我们从南到北迁移时,在制度、历史、土地使用模式、基础设施和文化方面产生了无数的差异,因此不可能将任何特定的社会或经济结果差异坚定地归因于更南部的地区更温暖。这种方法可以估算气候变化对美国农业的净收益或净成本,这取决于如何计算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?你一定已经注意到,同一个地方在不同的时间会有非常不同的天气。与其依赖于空间间的比较,不如将A地变暖的时间与A地变冷的时间进行比较。天气的这些变化几乎是随机的,因此远远超出了社会的控制范围。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有影响(Dell等人2014年,carlton和Hsiang 2016年)。许多经济学家一旦估计了天气变热的影响,就开始利用科学预测天气在本世纪的变化,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许多重要方面不同——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,它会同时影响所有地点的天气(关于最后一点,见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否高估或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,因为他们有机会安装灌溉系统并调整种植决定,在这种情况下,实际成本将低于估计。但也有可能是这样的,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(如使用更多的地下水),在这种情况下,实际成本将大于估计。

如果经济学家要能够就气候变化政策的适当野心提供明确的指导,我们就需要更坚定的损害估计——或者至少要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,该方法解释了气候变化如何让代理人与不断变化的天气生活在一起,并导致代理人预期未来的天气会改变。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门外天气的了解(“事后适应”),例如农民灌溉以应对炎热天气。它们也可以基于对即将到来的天气的预测(“事前适应”),比如当农民预期炎热天气时调整种植面积。

在我的模型世界中,我得到了气候变化的真实影响(用符号,而不是数字)。这是气候变化经济学中巨大的未知,许多人通过推测天气的影响来达到这一目标,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,我们不知道我们的目标有多好。但我知道目标是谁。因此,我可以评估利用天气变化来获得气候变化的准确性,并可以尝试提高我们的目标。

乐观地说,传统的方法在某些特殊情况下是可以成功的。悲观地说,这些病例确实显得相当特殊。特别是,它们要求agent的决策不随时间关联,本质上将动态环境减少为静态环境(如Hsiang 2016、Deryugina和Hsiang 2017)。一旦代理与资本存量(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,它们的决策既取决于过去的决策,也取决于对未来决策的预测——因此也取决于过去的天气和对未来天气的预测。这些相关性关系到气候变化的真正影响,但无法通过从短期天气事件的影响推断出的传统方法完全捕捉到。目前的方法的准确性可能并不高。

那么我们能做什么呢?有希望用数据驱动的方法来估计气候变化的代价吗?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,这个理论就会告诉我们如何以一种模拟气候影响的方式来操纵和组合结果。通过这种方法,我们将气候的影响划分为:天气变化的直接影响、不断适应天气变化的后适应和预期未来生活在天气变化中的前适应。我们可以在新的估计和气候变化真正影响之间的剩余差距上签字,这样我们就可以知道我们对长期气候损害的估计是下限还是上限了。

我将我的新方法应用到对美国东部农业影响的辩论中。我更新了Deschênes和Greenstone(2007)和Fisher等人(2012),表明传统方法预计到本世纪末损失约42%,这是由更多的极端高温天数所驱动的。相比之下,我的新方法估计,气候变化将减少目前平均每英亩农田的利润。和以前一样,酷热天气的增加很重要也很糟糕,但现在普通高温天气的增多似乎也有害。这种变化是由事后适应所驱动的。我发现农民对常见高温的事后适应提供了短期效益。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,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大量从天气后果推断气候变化后果的文献。它为如何构建以经济理论为基础的评估提供了路线图,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更为悲观的结果,并改变了适应气候变化会减少气候变化成本的普遍直觉。农业部门未来的健康发展取决于在较冷地区扩大农田面积,以及开发能在较暖世界茁壮成长的新作物品种。

参考文献

Carleton, T A和S M xiang(2016),“气候的社会和经济影响”,科学353(6304)。

Cruz, J-L,和E Rossi-Hansberg(2021),”不平等收益:评估全球变暖的总体和空间经济影响, 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。

(2014),“气候的边际产品”,中国农业科学,第4期。

Deschênes, O和M Greenstone(2007),《气候变化的经济影响:来自农业产出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:来自农业产出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),”不确定性下的高效碳定价, VoxEU.org, 4月6日。

向绍明(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讨论文件第。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?》享乐方法中的灌溉核算”,美国经济评论95(1): 395 - 406。

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