水稻熱帶氣旋災害保險氣象指數(shù)設計

黃珍珠，陳慧華，柳 曄，李 寅

（廣東省氣候中心，廣東 廣州 510080）

水稻熱帶氣旋災害保險氣象指數(shù)設計

黃珍珠，陳慧華，柳 曄，李 寅

（廣東省氣候中心，廣東 廣州 510080）

利用登陸廣東省的熱帶氣旋（TC）資料、水稻發(fā)育期資料及廣東省水稻生育期間TC致災風險等級及其減產(chǎn)率，借用數(shù)理統(tǒng)計方法分析TC在水稻不同發(fā)育期登陸出現(xiàn)的概率。結果表明：水稻TC災害保險賠付觸發(fā)值為熱帶風暴或強熱帶風暴在早稻和晚稻后期、臺風在早稻和晚稻中期或后期登陸；當熱帶風暴、強熱帶風暴在雙季稻后期登陸時，水稻TC災害保險氣象指數(shù)分別為5、6、7、8，每667 m2賠付金額分別為20、24、28、32元；臺風在雙季稻中期和后期登陸時，水稻TC災害保險氣象指數(shù)分別為6、9，每667 m2賠付金額分別為24、36元。設計水稻熱帶氣旋災害保險氣象指數(shù)，為開展水稻政策性農(nóng)業(yè)保險提供技術支撐。

水稻；熱帶氣旋災害；氣象指數(shù)；保險

國外學者于20世紀90年代開始對氣象指數(shù)保險進行了大量的研究，南非［4］、美國［5］、墨西哥［6］等國采用降水指數(shù)保險降低干旱與洪澇災害對農(nóng)業(yè)造成的風險；世界銀行倡導將氣象指數(shù)保險應用于農(nóng)業(yè)來解決農(nóng)業(yè)風險問題，其開發(fā)的相關產(chǎn)品在加拿大、墨西哥、印度、阿根廷、南非等國家進展順利。近年來，國內學者在氣象指數(shù)研發(fā)方面也進行了一些探索［7-10］，并取得了一定的成效。吳利紅等［7］2010年設計了浙江省水稻農(nóng)業(yè)氣象指數(shù)保險產(chǎn)品，楊太明等［8］2013年設計了安徽省冬小麥種植保險天氣指數(shù)，婁偉平等［9-10］分別于2009、2010年設計了柑桔農(nóng)業(yè)氣象保險產(chǎn)品和浙江省水稻暴雨災害保險氣象理賠指數(shù)。氣象指數(shù)一般是根據(jù)某地農(nóng)業(yè)氣象災害對某植物的影響而設計的，具有很強的區(qū)域性，很難直接移植到其他地區(qū)應用［8］，目前廣東在水稻農(nóng)業(yè)氣象災害指數(shù)保險方面的研究還較少。廣東是氣象災害最多的省份之一，熱帶氣旋（TC）災害是廣東省最大的自然災害，近5年每年因TC造成的經(jīng)濟損失平均在100億元以上，農(nóng)作物受災面積平均達40萬hm2左右。2014年黃珍珠等［11］針對登陸廣東的TC對水稻產(chǎn)量的影響進行了研究，并建立了“廣東省水稻生育期間TC致災風險等級及其減產(chǎn)率”評估模型。由于農(nóng)業(yè)氣象災害風險分析是設計農(nóng)業(yè)保險產(chǎn)品的依據(jù)，災損率也是對農(nóng)業(yè)氣象災害造成的損失進行理賠的依據(jù)［9］，因此，本研究吸收國內外氣象指數(shù)保險優(yōu)點，結合廣東水稻生長實際情況并在水稻TC災害風險評估［11］的基礎上，研究建立水稻TC災害保險氣象理賠指數(shù)，為廣東開展水稻氣象指數(shù)農(nóng)業(yè)保險提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 資料來源

登陸廣東的熱帶氣旋（TC）資料來自于中國氣象局編的《臺風年鑒》和《熱帶氣旋年鑒》，水稻發(fā)育期等資料來源于廣東省氣象局一級農(nóng)業(yè)氣象觀測站水稻農(nóng)氣表—1，氣象資料來自廣東省氣象局探測數(shù)據(jù)中心。TC資料序列為1961—2014年，全省雙季稻農(nóng)氣表—1資料序列為1983—2014年。

1.2 研究方法

1.2.1 分區(qū)及雙季稻發(fā)育期資料處理 廣東地跨緯度大，而且瀕臨海洋，山脈交錯，各區(qū)域農(nóng)業(yè)氣候資源的變化存在差異［12-14］，按照廣東省氣候特征把廣東省分成北部、中部和南部，其中北部包括西北部和東北部，南部包括東南部和西南部。根據(jù)全省一級農(nóng)業(yè)氣象觀測站地理分布，北部選取連州、梅縣等4個站，中部選取高要和南海2個站，東南部選取潮州、陸豐2個站，西南部選取化州、陽西等4個站共12個代表站。由于1997年后廣東氣候變暖明顯［15-16］，導致水稻生育期也發(fā)生相應的變化，因此，本研究統(tǒng)計1997—2014年各區(qū)域雙季稻各生育期平均日期來代表當前早稻、晚稻各生育期出現(xiàn)時間。

1.2.2 TC風速資料處理 根據(jù)熱帶氣旋等級國家標準（GB/T19201—2006）規(guī)定，把TC分為熱帶低壓（TD，中心風速為10.8～17.1 m/s）、熱帶風暴（TS，中心風速為17.2～24.4 m/s）、強熱帶風暴（STS，中心風速為24.5～32.6 m/s）、臺風、強臺風和超強臺風6個等級，為了研究方便，本研究把臺風以上的級別歸為一個級別，即臺風（TY，中心風速≥32.7 m/s、風力≥12級）。

由于中國的CMA 資料是采用2 min平均最大風速來記錄中心附近地面最大風速，因此本研究利用文獻［11］、［17］中平均風速與陣風之間的轉換關系對TC登陸期間全省自動站采集的10 min平均最大風速轉換成2 min平均最

大風速。

1.2.3 計算廣東各級別TC風速出現(xiàn)概率 農(nóng)業(yè)氣象災害風險評估是農(nóng)業(yè)保險險種設計的基礎［9］，也是農(nóng)業(yè)保險定損理賠依據(jù)。由于“確定臨界指數(shù)”的宗旨是既要讓保險公司相信在這個臨界點上能得到收益，也要讓公眾相信購買這一保險產(chǎn)品能得到補償。黃珍珠等［11］研究了廣東省水稻生育期間TC致災風險等級及其減產(chǎn)率，本研究根據(jù)評估結果（表1）統(tǒng)計分析不同級別TC在水稻不同生育期登陸出現(xiàn)的概率。

表1 廣東省水稻生育期間TC致災風險等級及其減產(chǎn)率

2 結果與分析

2.1 廣東水稻生育期出現(xiàn)時間

由于TC登陸或影響較大的是西南部、東南部和中部地區(qū)，因此TC登陸時主要考慮西南部、東南部和中部水稻所處的生育期。根據(jù)廣東農(nóng)業(yè)氣象觀測代表站雙季稻生育期觀測資料農(nóng)氣表—1，統(tǒng)計廣東省中部、南部（西南部、東南部）雙季稻主要生育期出現(xiàn)的平均時間（表2）。

表2 廣東省中部、南部水稻主要生育期出現(xiàn)的平均時間

2.2 閾值確定

2.2.1 低壓級別風速出現(xiàn)概率 根據(jù)全省86個國家級地面氣象觀測站風速資料，計算全年2 min平均最大風速達到低壓級別風速出現(xiàn)的概率（頻次），全省平均為3.7次/年，其中西南部沿海、東南部沿海和珠江口一帶大于2.5次/年，內陸大部小于2.5次/年。再計算雙季稻生長季低壓以上級別風速且減產(chǎn)率為0～4%時段出現(xiàn)概率，由熱帶氣旋登陸導致雙季稻減產(chǎn)率評估結果（表1）可知，減產(chǎn)率為0～4%時段是低壓在早稻和晚稻后期、熱帶風暴及強熱

帶風暴在早稻和晚稻前期和中期登陸，統(tǒng)計這些時段低壓以上級別風速各站出現(xiàn)概率全省平均為1.6次/年，其中西南部沿海和東南部沿海2～3次/年，除北部地區(qū)外的內陸大部為1次/年左右。根據(jù)全省86個站點減產(chǎn)率為0～4%時段的低壓以上級別風速出現(xiàn)的概率，利用克里格插值法繪圖（圖1），除上川島和南澳島由于平時風速都較大而不考慮外，其余地區(qū)風速出現(xiàn)概率大部地區(qū)＞1次/年，這種概率賠付顯然是偏高的。

圖1 低壓以上級別風速并且水稻減產(chǎn)率為0～4%出現(xiàn)頻次（次/年）

2.2.2 熱帶風暴以上級別風速出現(xiàn)概率 與上同理，計算全年2 min平均最大風速達到熱帶風暴以上級別出現(xiàn)的概率（頻次）全省平均為0.3次/年，其中西南部沿海、東南部沿海大部為0.5～1次/年，內陸大部為小于0.5次/年。再次計算水稻生長季熱帶風暴以上級別登陸并且減產(chǎn)率為≥5%出現(xiàn)概率，由表1可知，減產(chǎn)率≥5%時段是熱帶風暴及強熱帶風暴在雙季稻后期、臺風在雙季稻中期或后期登陸，統(tǒng)計這些時段熱帶風暴以上級別登陸出現(xiàn)概率并根據(jù)全省86個站點，利用克里格插值法繪圖，從圖2可以看出，西南部沿海、東南部沿海大部為0.2～0.5次/年，即沿海大部為2～5年一遇，參保者每2～5年可得1次賠付，既能夠提高投保人的積極性，也使保險公司避免了年年賠付，易于接受。

圖2 熱帶風暴以上級別登陸、減產(chǎn)率≥5%出現(xiàn)平均頻次（次/年）

根據(jù)以上分析可知，保險賠付觸發(fā)值為熱帶風暴或強熱帶風暴在雙季稻后期、臺風在雙季稻中期或后期登陸開始賠付。西南部、東南部地區(qū)雙季稻中期是指拔節(jié)—孕穗期，后期是指抽穗—成熟期。

2.3 熱帶氣旋對水稻影響風險區(qū)劃

根據(jù)保險賠付觸發(fā)值，熱帶風暴或強熱帶風暴在雙季稻后期、臺風在雙季稻中期或后期登陸出現(xiàn)的概率進行分級，并定義概率≤0.10為低風險區(qū)，［0.10，0.30］為中風險區(qū)，概率≥0.30為高風險區(qū)，根據(jù)區(qū)劃指標，利用克里格插值法繪制風險區(qū)劃圖。由圖3可知，西南部沿海和東南部沿海地區(qū)，也是TC災害出現(xiàn)頻率最高、影響最大的地區(qū)，為高風險區(qū)，定為重度TC災害保險，另外兩個區(qū)域是內陸地區(qū)的中風險區(qū)和低風險區(qū)，分別定為中度TC災害保險和輕度TC災害保險。

圖3 廣東省水稻熱帶氣旋災害保險風險區(qū)劃

2.4 氣象指數(shù)設計

2.4.1 氣象指數(shù)農(nóng)業(yè)保險定義 氣象指數(shù)農(nóng)業(yè)保險定義為在一個事先指定的區(qū)域，以一種事先規(guī)定的農(nóng)業(yè)氣象災害事件發(fā)生為基礎，根據(jù)農(nóng)業(yè)氣象災害事件造成作物產(chǎn)量的損失率作為保險理賠依據(jù)，確立損失理賠支付的合同［9］。保險指數(shù)和事先規(guī)定的農(nóng)業(yè)氣象災害事件造成的作物減產(chǎn)率相對應，保險人按保險指數(shù)進行理賠［10］。

水稻農(nóng)業(yè)氣象保險指數(shù)［18］以下式表示：

式中，P為指定區(qū)域的保險指數(shù)，W為熱帶氣旋造成該區(qū)域的減產(chǎn)率，M為熱帶氣旋相對免賠額，定M= 4%。水稻農(nóng)業(yè)保險單位面積的賠付金額為［18］：

式中，Q 為賠付金額，I 為保險金額。

2.4.2 氣象指數(shù)農(nóng)業(yè)保險產(chǎn)品設計 在氣象指數(shù)農(nóng)業(yè)保險產(chǎn)品設計時需考慮到以下因素：商業(yè)化氣象指數(shù)農(nóng)業(yè)保險以盈利為目的，保險公司需要承擔一定的公司運營管理費用和風險保障費用。在氣象指數(shù)農(nóng)業(yè)保險中，一旦設定的氣象因素達到閾值即可進行賠償，簡化保險程序，節(jié)省傳統(tǒng)保險中的查勘定損工作，縮短了賠付時間，在一定程度上也降低了公司運營管理的費用。由于在做評估模型時所用的產(chǎn)量資料大部分是市（縣）的平均產(chǎn)量，造成評估模型中產(chǎn)量災損可能偏輕，因此考慮按照此評估模型標準進行賠付時，只要TC登陸達到賠付觸發(fā)值時就百分百賠付，即當水稻減產(chǎn)率≤4%時，理賠指數(shù)P為0，賠付率為0；水稻減產(chǎn)率大于4%時（即≥5%），理賠指數(shù)P等于水稻減產(chǎn)率（表3）。

廣東省從2013年開始統(tǒng)一規(guī)定，每造每667 m2水稻保險費為20元，保險金額為400元，各級財政承擔80%保費，農(nóng)戶僅需承擔20%保費即4元。例如，農(nóng)戶水稻每造投保667 m2，農(nóng)戶交保費4元，保金共400元，當TC登陸達到以上賠付觸發(fā)值時，保險公司最低賠付（按減產(chǎn)率5%計算）為：

Q = Wxl =5%×400 = 20（元）

即保險公司賠付20元（即百分百賠）。廣東水稻TC災害保險氣象指數(shù)與賠付金額見表3，當1年內同一個地區(qū)遭遇多次TC登陸影響，農(nóng)戶可多次索賠，但1年內的賠付總額不得超過保險金額。

3 結論與討論

本研究結果表明，水稻TC災害保險賠付觸發(fā)值為熱帶風暴或強熱帶風暴在雙季稻后期、臺風在雙季稻中期或后期登陸。水稻生長中期是指拔節(jié)—孕穗期，早稻為5月中旬至6月5日，晚稻為9月上旬至9月25日；水稻生長后期是指抽穗到成熟期，其中早稻為6月6日至7月中旬，晚稻為9月26日至11月上旬；進行保險理賠時也可以參考TC登陸地雙季稻所處的實際發(fā)育期進行理賠。當熱帶風暴或強熱帶風暴（TC級別分別為8、9、10、11級）在雙季稻后期登陸時，水稻TC災害保險氣象指數(shù)分別為5、6、7、8，每667 m2賠付金額分別為20、24、28、32元。臺風（TC級別分別為12、13級）在雙季稻中期登陸時，水稻TC災害保險氣象指數(shù)分別為6、7，每667 m2賠付金額分別為24、28元；臺風（TC級別分別為12、13級）在

雙季稻后期登陸時，水稻TC災害保險氣象指數(shù)分別為9、10，每667 m2賠付金額分別為36、40元。

表3 廣東省水稻TC災害保險氣象指數(shù)與對應賠付金額（元）

本研究設計的TC災害保險氣象指數(shù)模型簡單、直觀、易懂，避免“由于復雜的模型理解起來難度頗大，即使模型已經(jīng)得到氣象等部門認可，對保險有興趣的農(nóng)業(yè)經(jīng)營大戶還是會懷疑”的問題。由于影響廣東水稻災害主要是TC、“龍舟水”（暴雨洪澇）、冷害（寒露風、霜降風及低溫陰雨）和干旱［19］，TC災害主要是影響南部沿海地區(qū)，冷害主要影響北部地區(qū)，“龍舟水”和干旱是全省都可能影響，因此，水稻農(nóng)業(yè)保險可以分各種氣象災害指數(shù)來賠付。保險期以1年為一個投保周期，1年內風災、水災、旱災等任何一種災害達到賠付觸發(fā)值時就啟動保險賠付程序，當1年內同一個地區(qū)遭遇多次TC登陸影響或水災、旱災，農(nóng)戶可多次索賠，但1年內的賠付總額不得超過保險金額。

目前絕大多數(shù)氣象臺站的氣象記錄在時間長度、觀測質量、可靠性上均能達到進行氣象指數(shù)保險的要求。近年來，廣東建立的氣象觀測站網(wǎng)達到2 300多個，其中在TC高風險區(qū)域和中風險區(qū)域達到6 km2左右1個，這些氣象自動站能夠及時、準確地監(jiān)測TC登陸時的風速，這為保險公司進行災前預警、災后評估及保險理賠提供了重要的技術支持與客觀依據(jù)。

TC帶來的暴雨屬于洪澇災害［11，20］，因此，設計此氣象指數(shù)時沒有考慮雨量因子。另外，本研究的重點是水稻TC災害保險賠付閾值的確定及氣象指數(shù)的設計，至于保險合同的厘定等問題可由保險公司和農(nóng)戶根據(jù)TC在水稻不同發(fā)育期登陸出現(xiàn)的概率（風險區(qū)域圖3）及對應的減產(chǎn)率來厘定。目前氣象指數(shù)保險在我國仍處在探索階段，指數(shù)模型的合理性有待在以后的服務過程中進一步深化和完善。

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（責任編輯 鄒移光）

Design of weather indices for tropical cyclone disaster insurance of rice

HUANG Zhen-zhu，CHEN Hui-hua，LIU Ye，LI Yin（Guangdong Climate Center，Guangzhou 510080，China）

Based on the data of tropial cyclone（TC）landing Guangdong，the development period data of rice，and TC disaster degree and corresponding rice reduction rate during rice development period，the probability of yield reduction rate according to TC was analyzed by mathematical statistics methods. The results showed that: rice TC disaster insurance should be paid when tropical storm/strong tropical storm（TS/STS）landed during the late development period，or Typhoon landed during the middle development period of rice. When TS/STS land during the late development period of rice，the weather indices of rice TC disaster insurance was 5，6，7，8，respectively and the indemnities was 20，24，28，32 Yuan per 667 m2. When Typhoon landed during the middle or late development period of rice，the weather indices of rice TC disaster insurance were 6，9，and the indemnities were 24，36 Yuan per 667 m2. Products for weather indices of rice tropical cyclone disaster insurance were designed to provide technical support for sustainable development of policy-guided agricultural insurance.

rice；tropical cyclone disaster；weather index；insurance

S511；F840.66

A

1004-874X（2016）10-0140-07

2016-01-12

國家公益性行業(yè)（氣象）科研專項（GYHY201406025）；廣東省氣象局科研項目（2015B14）；廣東省農(nóng)業(yè)廳農(nóng)業(yè)資源區(qū)劃研究項目“嶺南特色水果氣象保險指數(shù)研究”

黃珍珠（1962-），女，高級工程師，E-mail：zzhuang@grmc.gov.cn

黃珍珠，陳慧華，柳曄，等. 水稻熱帶氣旋災害保險氣象指數(shù)設計［J］.廣東農(nóng)業(yè)科學，2016，43（10）：140-146.

近10多年來，我國每年的中央1 號文件都對農(nóng)業(yè)保險發(fā)展提出要求，其中2004—2009年要求各省積極推進政策性農(nóng)業(yè)保險的試點工作。2009年3月，廣東省委農(nóng)辦下發(fā)了《廣東省政策性水稻種植保險試點工作實施方案》，要求在10個地市開展政策性水稻保險試點工作［1］，2013年開始在全省實施。試行6年多來，盡管已取得了一定的進展，但總體形勢依然

不容樂觀，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)保險產(chǎn)品存在逆選擇以及道德風險、災后理賠時效低和成本高等問題，制約了政策性農(nóng)業(yè)保險的快速發(fā)展。氣象指數(shù)保險是指把氣候條件對農(nóng)作物損害程度指數(shù)化，每個氣象指數(shù)都有對應的農(nóng)作物產(chǎn)量和損益，保險合同以這個指數(shù)為基礎，當指數(shù)達到一定值并對農(nóng)作物造成一定影響時，投保人就可以獲得相應標準的賠償［2-3］。因此，氣象指數(shù)保險可以降低道德風險和避免逆向選擇，簡化保險程序，解決農(nóng)業(yè)保險賠付時效低及成本高的問題，具有廣闊的發(fā)展前景。