丁燁毅，楊 棟，陳鑫磊，黃鶴樓，羅小三

(1.南京信息工程大學(xué) 應(yīng)用氣象學(xué)院，江蘇 南京 210044； 2.寧波市氣象局，浙江 寧波 315012； 3.中國(guó)太平洋財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)公司寧波分公司，浙江 寧波 315000)

楊梅降水氣象指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)—以慈溪市為例

丁燁毅1，2，楊 棟2，陳鑫磊3，黃鶴樓2，羅小三1，*

(1.南京信息工程大學(xué) 應(yīng)用氣象學(xué)院，江蘇 南京 210044； 2.寧波市氣象局，浙江 寧波 315012； 3.中國(guó)太平洋財(cái)產(chǎn)保險(xiǎn)公司寧波分公司，浙江 寧波 315000)

選取楊梅采摘期易對(duì)產(chǎn)量造成影響的降水因子作為保險(xiǎn)設(shè)計(jì)的氣象致害指標(biāo)，定義連續(xù)降水影響日數(shù)作為楊梅降水指數(shù)；經(jīng)楊梅產(chǎn)量分離和去趨勢(shì)化處理，分析1995—2015年產(chǎn)量損失率和降水指數(shù)的關(guān)系，建立楊梅產(chǎn)量災(zāi)損模型；利用長(zhǎng)序列歷史降水資料，選用韋伯分布模型計(jì)算不同等級(jí)降水指數(shù)的風(fēng)險(xiǎn)概率，設(shè)計(jì)不同賠付觸發(fā)條件下的保險(xiǎn)純費(fèi)率和楊梅降水氣象指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品，為楊梅農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)可持續(xù)發(fā)展提供技術(shù)支撐。該指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品具有可操作性，可為寧波地區(qū)楊梅降水保險(xiǎn)業(yè)務(wù)提供參考，以便在降水災(zāi)害發(fā)生后客觀、便捷地開展保險(xiǎn)理賠工作。

楊梅；降水；氣象指數(shù)；純費(fèi)率；農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)

楊梅(MyricarubraSieb.)是我國(guó)南方山區(qū)典型水果，其果實(shí)風(fēng)味獨(dú)特，具有高營(yíng)養(yǎng)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，已成為重要的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)來源。楊梅成熟采摘期恰逢梅雨季節(jié)，強(qiáng)降水會(huì)影響楊梅的品質(zhì)和產(chǎn)量，給楊梅種植帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。近年來，隨著政策性農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)政策宣傳及其品種、地域等覆蓋面的擴(kuò)大，楊梅種植企業(yè)和大戶迫切希望開展相關(guān)政策性農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)工作，以降低種植風(fēng)險(xiǎn)和彌補(bǔ)災(zāi)害損失，進(jìn)而穩(wěn)定生產(chǎn)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。

政策性農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)以實(shí)際災(zāi)損作為賠付依據(jù)，投保與承保雙方常常在查勘定損、理賠估價(jià)等方面存在較大分歧，加大了農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)的管理風(fēng)險(xiǎn)，限制和阻礙了楊梅政策性農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)的市場(chǎng)化運(yùn)作；政策性農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)的不足為氣象指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品的開發(fā)和推廣提供了空間，其作為創(chuàng)新型農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)轉(zhuǎn)移工具已在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用[1-2]。2007年起，我國(guó)引入氣象指數(shù)保險(xiǎn)，目前具體氣象指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品種類繁多，如浙江柑橘凍害[3]、山東蘋果低溫凍害[4]、浙江茶葉霜凍[5]、海南芒果寒害[6]、江西早稻高溫?zé)岷7]、浙江油桃凍害[8]、內(nèi)蒙古東部牧區(qū)雪災(zāi)[9]、安徽水稻干旱[10]等。本文以相關(guān)研究成果為基礎(chǔ)，選擇楊梅主產(chǎn)區(qū)浙江省慈溪市為例，運(yùn)用天氣指數(shù)保險(xiǎn)理念和指數(shù)分布模型，分析楊梅成熟采摘期降水與產(chǎn)量損失的關(guān)系，構(gòu)建楊梅降水產(chǎn)量損失模型，設(shè)計(jì)楊梅降水氣象指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品，以期為氣象指數(shù)保險(xiǎn)工作深入推進(jìn)提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

浙江省慈溪市是“中國(guó)楊梅之鄉(xiāng)”，楊梅種植面積達(dá)4 000 hm2，產(chǎn)量3萬余t，已通過楊梅原產(chǎn)地保護(hù)認(rèn)證[11]。慈溪市地處中國(guó)浙江東部、杭州灣南岸，屬亞熱帶季風(fēng)型氣候，境內(nèi)“兩山一水七分田”，地勢(shì)呈“南高北低”狀分布，總體為丘陵、平原、灘涂3級(jí)臺(tái)階狀向杭州灣展開[12]；四季分明，冬夏季風(fēng)交替明顯，光照充足，熱量?jī)?yōu)越，雨量充沛，作物越冬條件好，是浙江省水熱資源最豐富的地區(qū)之一。慈溪以‘荸薺種’和‘早大種’楊梅品種為主，占總面積95%以上，其果大核小、肉嫩色佳、汁多味濃，品質(zhì)優(yōu)勢(shì)極為顯著。

1.2 數(shù)據(jù)來源

慈溪市楊梅種植面積、總產(chǎn)量資料來自1995—2015年寧波統(tǒng)計(jì)年鑒，1954—2016年楊梅成熟采摘期(6月10—30日)逐日降水資料來自慈溪國(guó)家基本氣象站，災(zāi)情資料來自地方志、氣象志、農(nóng)業(yè)氣象觀測(cè)資料及相關(guān)調(diào)研材料等。

1.3 產(chǎn)量損失率

為了區(qū)分自然和非自然因素對(duì)作物產(chǎn)量的影響，作物實(shí)際產(chǎn)量一般可以分解為趨勢(shì)產(chǎn)量、氣象產(chǎn)量和隨機(jī)產(chǎn)量三部分[13]。采用5次多項(xiàng)式方法對(duì)楊梅實(shí)際產(chǎn)量數(shù)據(jù)進(jìn)行去趨勢(shì)化處理，得到氣象產(chǎn)量(實(shí)際產(chǎn)量與趨勢(shì)產(chǎn)量的差值)和趨勢(shì)產(chǎn)量；氣象產(chǎn)量動(dòng)態(tài)相對(duì)偏差百分率(氣象產(chǎn)量占趨勢(shì)產(chǎn)量的百分比)表達(dá)式為

(1)

1.4 氣象指數(shù)發(fā)生概率

根據(jù)氣象指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原則，盡可能選取受人為因素影響較小的氣象災(zāi)害類型作為保險(xiǎn)設(shè)計(jì)的氣象指數(shù)[15]，其能與歷史實(shí)際損失變化趨勢(shì)吻合，具有相對(duì)穩(wěn)健、波動(dòng)較小的特征，同時(shí)簡(jiǎn)單易懂，便于保險(xiǎn)產(chǎn)品的理解和推廣。

研究表明，采用極值理論分析極端天氣事件的氣象風(fēng)險(xiǎn)尾部分布較為合適[7]，考慮韋伯(Weibull)分布模型能夠較好地模擬強(qiáng)將水災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)分布[16]，即：

(2)

式中：F(x)為氣象指數(shù)發(fā)生概率；x為氣象指數(shù)；α為韋伯分布的形狀參數(shù)；β為尺度參數(shù)，韋伯分布中的參數(shù)計(jì)算采取極大似然估計(jì)法(MLE)。

1.5 保險(xiǎn)純費(fèi)率厘定

保險(xiǎn)純費(fèi)率是保險(xiǎn)損失的期望值，即純保費(fèi)與保險(xiǎn)金額的比值[7]，其表達(dá)式為：

(3)

式中：R為保險(xiǎn)純費(fèi)率(%)；LOSS為作物損失；E[LOSS]為作物損失(保險(xiǎn)損失)的期望值[7]；λ為保障比例，取值100%；μ為預(yù)期單產(chǎn)，取值100%；Lr為各降水災(zāi)害等級(jí)的減產(chǎn)率；Pi為各降水災(zāi)害等級(jí)的事件發(fā)生概率(%)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

利用Matlab 2012b進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及韋伯分布分析，Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 楊梅降水成害分析

為確保楊梅指數(shù)保險(xiǎn)設(shè)計(jì)符合慈溪市實(shí)際情況，2013—2015年期間多次赴當(dāng)?shù)亻_展楊梅種植實(shí)地調(diào)研，通過走訪農(nóng)林、氣象等部門的相關(guān)專家和楊梅種植大戶等，收集了楊梅種植的典型氣象災(zāi)害及其具體影響等資料。分析發(fā)現(xiàn)，楊梅在成熟采摘關(guān)鍵期(6月中下旬)對(duì)降水最為敏感，在此期間，若遭遇持續(xù)強(qiáng)降水，會(huì)導(dǎo)致果實(shí)異常落果、果實(shí)可溶性固物、糖度等品質(zhì)降低，且采摘和運(yùn)輸困難，商品率降低，進(jìn)而產(chǎn)量減少影響

收成。

2.2 楊梅產(chǎn)量損失率

根據(jù)1995—2015年慈溪市楊梅產(chǎn)量數(shù)據(jù)和多項(xiàng)式方法分離的趨勢(shì)產(chǎn)量和氣象產(chǎn)量，利用式(1)得到歷年楊梅產(chǎn)量損失率情況，見表1；慈溪楊梅實(shí)際平均單產(chǎn)在5 546～15 484 kg·hm-2，產(chǎn)量損失率在0～27.7%。

2.3 楊梅降水氣象指數(shù)的構(gòu)建

以楊梅成熟采摘關(guān)鍵期發(fā)生的降水危害作為楊梅降水指數(shù)，逐日降水觀測(cè)數(shù)據(jù)是當(dāng)前成害機(jī)制下構(gòu)建降水指數(shù)的關(guān)鍵。綜合楊梅生產(chǎn)調(diào)研和專家決策考慮，將日降水量≥5 mm的日期定義為降水影響日，慈溪市歷年最大連續(xù)影響降水日數(shù)情況見表1。

在遵循保險(xiǎn)指數(shù)選取原則的基礎(chǔ)上，充分考慮氣象指數(shù)的計(jì)算復(fù)雜性、數(shù)據(jù)公正性及其可獲取性等因素，最終選取連續(xù)降水影響日數(shù)作為楊梅降水指數(shù)，其具體定義：6月10—30日，若出現(xiàn)日降水量在5 mm(含)以上，則作為一個(gè)降水影響過程，從起始日開始，統(tǒng)計(jì)過程連續(xù)降水影響日數(shù)，將成熟采摘關(guān)鍵期所有降水影響過程的連續(xù)降水影響日數(shù)的最大值作為楊梅降水指數(shù)，該指數(shù)計(jì)算數(shù)據(jù)來源單一，且受人為影響較小，較適合作為氣象指數(shù)。

表1慈溪市楊梅歷年產(chǎn)量、損失率和最大連續(xù)降水影響日數(shù)

Table1Annual yield and loss rate ofMyricarubraand maximum continuous precipitation influence days in Cixi

年份Year平均產(chǎn)量Averageyield/(kg·hm-2)趨勢(shì)產(chǎn)量Trendyield/(kg·hm-2)氣象產(chǎn)量Meteorologicalyield/(kg·hm-2)損失率Lossrate/%最大連續(xù)降水影響日數(shù)Maximumcontinuousprecipitationinfluencedays/d19958007775025704199678138575-76289119978707847723003199878688054-1862321999101207707241305200055467671-2125277320018931803689504200271598783-16241852200397709805-350412004981610942-1126103220051548412000348401200613749127869630220071077213134-23621812008139761293310430520091229212152140012010117071087183602201187179311-5946462012944378561587022013954670852461022014884977991050032015863511049-24142184

為便于指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品純費(fèi)率計(jì)算及其產(chǎn)品設(shè)計(jì)和災(zāi)后理賠，按照楊梅降水指數(shù)和損失率的梯度變化，考慮等級(jí)理解和識(shí)別，將降水指數(shù)等級(jí)劃分為輕度、中度、重度和特重度4個(gè)等級(jí)(表2)，并建立楊梅產(chǎn)量災(zāi)損模型，結(jié)合專家決策建議，最終確定不同等級(jí)降水指數(shù)的平均損失率。

2.4 各降水等級(jí)的概率分布

根據(jù)楊梅降水指數(shù)定義，由慈溪市1954—2016年每年6月10—30日的日降水量資料統(tǒng)計(jì)不同等級(jí)楊梅降水指數(shù)發(fā)生的次數(shù)及頻率，利用極大似然估計(jì)法擬合韋伯分布模型，將置信區(qū)間定為95%，計(jì)算得到降水指數(shù)的概率分布及其形狀參數(shù)和尺度參數(shù)，如圖1所示，進(jìn)一步得到楊梅降水指數(shù)各降水等級(jí)發(fā)生的概率分布。

根據(jù)韋伯模型由圖1中的形狀參數(shù)和尺度參數(shù)得出的慈溪市楊梅不同降水指數(shù)發(fā)生概率如表3所示。由表3可見，各等級(jí)降水指數(shù)均可能發(fā)生，其中發(fā)生特重度的概率最小，發(fā)生輕度和中度的概率最大。

表2楊梅降水指數(shù)與損失率的關(guān)系

Table2Relationship between precipitation index and loss rate ofMyricarubra

降水指數(shù)等級(jí)Precipitationindexclass連續(xù)降水影響日數(shù)Continuousprecipitationinfluencedays/d平均損失率Averagelossrate/%受災(zāi)程度Disasterdegree12?319輕度Mild24?527中度Moderate36?735重度Severe4≥841特重度Extrasevere

圖1 楊梅不同降水指數(shù)發(fā)生概率分布圖Fig.1 Probability distribution (Weibull) of different precipitation index of Myrica rubra

表3不同等級(jí)降水指數(shù)發(fā)生概率

Table3Probability of different precipitation index

降水指數(shù)等級(jí)Precipitationindexclass平均損失率Averagelossrate/%發(fā)生概率Occurrenceprobability/%119230227653350744101

2.5 楊梅降水指數(shù)保險(xiǎn)純費(fèi)率厘定

利用氣象災(zāi)害發(fā)生的概率與對(duì)應(yīng)的作物損失率的乘積計(jì)算氣象災(zāi)害平均災(zāi)損率，以此作為厘定費(fèi)率的基礎(chǔ)。氣象災(zāi)害造成的損失率低于免賠額時(shí)不予賠償，等于或高于免賠額時(shí)，按照預(yù)期價(jià)值(保險(xiǎn)金額)與約定損失率啟動(dòng)賠付工作[7]。損失率對(duì)應(yīng)的是免賠額，降水指數(shù)對(duì)應(yīng)的是賠付觸發(fā)值，即降水災(zāi)害發(fā)生后的賠付指數(shù)條件。按照各級(jí)不同的賠付觸發(fā)值計(jì)算得出不同賠付觸發(fā)條件下的純保險(xiǎn)費(fèi)率，提高賠付觸發(fā)值，可減少保險(xiǎn)公司小額賠付，同時(shí)降低保戶保費(fèi)，進(jìn)一步促使保險(xiǎn)公司制定合理的保險(xiǎn)條款，對(duì)于保險(xiǎn)公司和保戶來說是共贏的，有助于降水指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品的推廣。利用式(3)得到楊梅不同降水指數(shù)賠付觸發(fā)值的保險(xiǎn)純費(fèi)率，賠付觸發(fā)值為2、4、6時(shí)，保險(xiǎn)純費(fèi)率分別為6.4%、2.0%、0.3%。

2.6 氣象指數(shù)保險(xiǎn)合同設(shè)計(jì)

本研究保險(xiǎn)合同的賠償條件包括：1)保險(xiǎn)期內(nèi)出現(xiàn)日降水量在5 mm(含)以上的降水過程；2)保險(xiǎn)期內(nèi)的楊梅降水指數(shù)大于等于賠付觸發(fā)值。當(dāng)保險(xiǎn)期內(nèi)楊梅遭受的強(qiáng)降水滿足賠償條件時(shí)，保險(xiǎn)公司依據(jù)楊梅降水保險(xiǎn)約定的單位面積的賠付方程進(jìn)行賠償：

(4)

式中：I是投保企業(yè)或大戶可獲得的保險(xiǎn)賠償金額；yr是楊梅降水指數(shù)對(duì)應(yīng)約定損失率；Rr是楊梅降水指數(shù)；F是楊梅降水指數(shù)的賠付觸發(fā)值。根據(jù)楊梅不同降水指數(shù)賠付觸發(fā)值的保險(xiǎn)純費(fèi)率計(jì)算結(jié)果，最終確定較為合適的保險(xiǎn)合同賠付觸發(fā)值為2 d。

3 討論

本文以慈溪市為例設(shè)計(jì)楊梅降水氣象指數(shù)，有助于反映楊梅生產(chǎn)系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)，避免信息不對(duì)稱導(dǎo)致的逆選擇和道德風(fēng)險(xiǎn)問題，解決傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)賠付時(shí)效低及成本高的問題，是農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)可持續(xù)發(fā)展的積極有效、有實(shí)踐意義的技術(shù)嘗試，但楊梅降水氣象指數(shù)保險(xiǎn)能否取得良好的效果仍需要通過實(shí)踐來證明，同時(shí)，保戶繳納的保費(fèi)要與所在地區(qū)的風(fēng)險(xiǎn)水平相匹配，利于農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)的健康持續(xù)發(fā)展[17]。

考慮保險(xiǎn)產(chǎn)品推廣和理賠的簡(jiǎn)便性，本文考慮的不同等級(jí)降水指數(shù)發(fā)生概率和損失率關(guān)系較為簡(jiǎn)單，在實(shí)際生產(chǎn)中，楊梅產(chǎn)量在采摘進(jìn)行過程中是變化的，在采摘期的不同階段，連續(xù)降水影響日數(shù)對(duì)產(chǎn)量的損失是不同的，過程累積降水量對(duì)損失的影響也存在正相關(guān)，累積降水量越大，對(duì)產(chǎn)量的損失越大，在以后的研究中，可開展分時(shí)段和累積降水量的損失測(cè)算，以更好地滿足保險(xiǎn)產(chǎn)品業(yè)務(wù)需求。

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DesignofproductsforprecipitationmeteorologicalindexinsuranceofMyricarubra—acasestudyofCixiCity

DING Yeyi1，2， YANG Dong2， CHEN Xinlei3， HUANG Helou2， LUO Xiaosan1，*

(1.SchoolofAppliedMeteorology，NanjingUniversityofInformationScienceandTechnology，Nanjing210044，China; 2.NingboMeteorologicalBureau，Ningbo315012，China; 3.NingboBranchofChinaPacificInsuranceCompany，Ningbo315000，China)

The number of continuous precipitation days in harvest period was employed to evaluate the meteorological damage， as precipitation has a significant effect on the yield ofMyricarubra. The yield damage model ofMyricarubrawas established based on the relationship between yield loss rate and number of continuous precipitation days from 1995 to 2015. The yield loss rate was calculated by yield separation and de-trend processing. The risk probability of different grade precipitation index was calculated with Weber distribution model based on long sequence historical precipitation data. Reference to the disaster model and risk probability， the insurance products and pure insurance rate under different pay trigger conditions were designed to provide technical support for agricultural insurance’s sustainable development. We propose that the index insurance products are operational， and can provide scientific reference for precipitation insurance business ofMyricarubrain Ningbo city.

Myricarubra; precipitation; meteorological index; pure premium rate; agricultural insurance

浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)ActaAgriculturaeZhejiangensis， 2017，29(12): 2032-2037

http://www.zjnyxb.cn

丁燁毅，楊棟，陳鑫磊，等. 楊梅降水氣象指數(shù)保險(xiǎn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)—以慈溪市為例[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2017，29(12)： 2032-2037.

10.3969/j.issn.1004-1524.2017.12.11

2017-05-17

浙江省保險(xiǎn)學(xué)會(huì)一般項(xiàng)目(2016086)

丁燁毅(1979—)，男，浙江鄞州人，碩士，高級(jí)工程師，從事應(yīng)用氣象和農(nóng)業(yè)氣象研究。E-mail：nbqxt@qq.com

*通信作者，羅小三，E-mail: xsluo@nuist.edu.cn

S-9;F840.66

A

1004-1524(2017)12-2032-06

(責(zé)任編輯張 韻)