楊梅降水氣象指數保險產品設計—以慈溪市為例

丁燁毅，楊 棟，陳鑫磊，黃鶴樓，羅小三

(1.南京信息工程大學 應用氣象學院，江蘇 南京 210044； 2.寧波市氣象局，浙江 寧波 315012； 3.中國太平洋財產保險公司寧波分公司，浙江 寧波 315000)

楊梅降水氣象指數保險產品設計—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 應用氣象學院，江蘇 南京 210044； 2.寧波市氣象局，浙江 寧波 315012； 3.中國太平洋財產保險公司寧波分公司，浙江 寧波 315000)

選取楊梅采摘期易對產量造成影響的降水因子作為保險設計的氣象致害指標，定義連續降水影響日數作為楊梅降水指數；經楊梅產量分離和去趨勢化處理，分析1995—2015年產量損失率和降水指數的關系，建立楊梅產量災損模型；利用長序列歷史降水資料，選用韋伯分布模型計算不同等級降水指數的風險概率，設計不同賠付觸發條件下的保險純費率和楊梅降水氣象指數保險產品，為楊梅農業保險可持續發展提供技術支撐。該指數保險產品具有可操作性，可為寧波地區楊梅降水保險業務提供參考，以便在降水災害發生后客觀、便捷地開展保險理賠工作。

楊梅；降水；氣象指數；純費率；農業保險

楊梅(MyricarubraSieb.)是我國南方山區典型水果，其果實風味獨特，具有高營養和經濟價值，已成為重要的農業經濟來源。楊梅成熟采摘期恰逢梅雨季節，強降水會影響楊梅的品質和產量，給楊梅種植帶來嚴重的經濟損失。近年來，隨著政策性農業保險政策宣傳及其品種、地域等覆蓋面的擴大，楊梅種植企業和大戶迫切希望開展相關政策性農業保險工作，以降低種植風險和彌補災害損失，進而穩定生產，促進產業持續健康發展。

政策性農業保險以實際災損作為賠付依據，投保與承保雙方常常在查勘定損、理賠估價等方面存在較大分歧，加大了農業保險的管理風險，限制和阻礙了楊梅政策性農業保險的市場化運作；政策性農業保險的不足為氣象指數保險產品的開發和推廣提供了空間，其作為創新型農業自然災害風險轉移工具已在全球范圍內得到廣泛應用[1-2]。2007年起，我國引入氣象指數保險，目前具體氣象指數保險產品種類繁多，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]、江西早稻高溫熱害[7]、浙江油桃凍害[8]、內蒙古東部牧區雪災[9]、安徽水稻干旱[10]等。本文以相關研究成果為基礎，選擇楊梅主產區浙江省慈溪市為例，運用天氣指數保險理念和指數分布模型，分析楊梅成熟采摘期降水與產量損失的關系，構建楊梅降水產量損失模型，設計楊梅降水氣象指數保險產品，以期為氣象指數保險工作深入推進提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

浙江省慈溪市是“中國楊梅之鄉”，楊梅種植面積達4 000 hm2，產量3萬余t，已通過楊梅原產地保護認證[11]。慈溪市地處中國浙江東部、杭州灣南岸，屬亞熱帶季風型氣候，境內“兩山一水七分田”，地勢呈“南高北低”狀分布，總體為丘陵、平原、灘涂3級臺階狀向杭州灣展開[12]；四季分明，冬夏季風交替明顯，光照充足，熱量優越，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，品質優勢極為顯著。

1.2 數據來源

慈溪市楊梅種植面積、總產量資料來自1995—2015年寧波統計年鑒，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家基本氣象站，災情資料來自地方志、氣象志、農業氣象觀測資料及相關調研材料等。

1.3 產量損失率

為了區分自然和非自然因素對作物產量的影響，作物實際產量一般可以分解為趨勢產量、氣象產量和隨機產量三部分[13]。采用5次多項式方法對楊梅實際產量數據進行去趨勢化處理，得到氣象產量(實際產量與趨勢產量的差值)和趨勢產量；氣象產量動態相對偏差百分率(氣象產量占趨勢產量的百分比)表達式為

(1)

1.4 氣象指數發生概率

根據氣象指數保險產品的設計原則，盡可能選取受人為因素影響較小的氣象災害類型作為保險設計的氣象指數[15]，其能與歷史實際損失變化趨勢吻合，具有相對穩健、波動較小的特征，同時簡單易懂，便于保險產品的理解和推廣。

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

(2)

式中：F(x)為氣象指數發生概率；x為氣象指數；α為韋伯分布的形狀參數；β為尺度參數，韋伯分布中的參數計算采取極大似然估計法(MLE)。

1.5 保險純費率厘定

保險純費率是保險損失的期望值，即純保費與保險金額的比值[7]，其表達式為：

(3)

式中：R為保險純費率(%)；LOSS為作物損失；E[LOSS]為作物損失(保險損失)的期望值[7]；λ為保障比例，取值100%；μ為預期單產，取值100%；Lr為各降水災害等級的減產率；Pi為各降水災害等級的事件發生概率(%)。

1.6 數據處理

利用Matlab 2012b進行數據統計及韋伯分布分析，Excel 2010進行數據處理及作圖。

2 結果與分析

2.1 楊梅降水成害分析

為確保楊梅指數保險設計符合慈溪市實際情況，2013—2015年期間多次赴當地開展楊梅種植實地調研，通過走訪農林、氣象等部門的相關專家和楊梅種植大戶等，收集了楊梅種植的典型氣象災害及其具體影響等資料。分析發現，楊梅在成熟采摘關鍵期(6月中下旬)對降水最為敏感，在此期間，若遭遇持續強降水，會導致果實異常落果、果實可溶性固物、糖度等品質降低，且采摘和運輸困難，商品率降低，進而產量減少影響

收成。

2.2 楊梅產量損失率

根據1995—2015年慈溪市楊梅產量數據和多項式方法分離的趨勢產量和氣象產量，利用式(1)得到歷年楊梅產量損失率情況，見表1；慈溪楊梅實際平均單產在5 546～15 484 kg·hm-2，產量損失率在0～27.7%。

2.3 楊梅降水氣象指數的構建

以楊梅成熟采摘關鍵期發生的降水危害作為楊梅降水指數，逐日降水觀測數據是當前成害機制下構建降水指數的關鍵。綜合楊梅生產調研和專家決策考慮，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影響降水日數情況見表1。

在遵循保險指數選取原則的基礎上，充分考慮氣象指數的計算復雜性、數據公正性及其可獲取性等因素，最終選取連續降水影響日數作為楊梅降水指數，其具體定義：6月10—30日，若出現日降水量在5 mm(含)以上，則作為一個降水影響過程，從起始日開始，統計過程連續降水影響日數，將成熟采摘關鍵期所有降水影響過程的連續降水影響日數的最大值作為楊梅降水指數，該指數計算數據來源單一，且受人為影響較小，較適合作為氣象指數。

表1慈溪市楊梅歷年產量、損失率和最大連續降水影響日數

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

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

為便于指數保險產品純費率計算及其產品設計和災后理賠，按照楊梅降水指數和損失率的梯度變化，考慮等級理解和識別，將降水指數等級劃分為輕度、中度、重度和特重度4個等級(表2)，并建立楊梅產量災損模型，結合專家決策建議，最終確定不同等級降水指數的平均損失率。

2.4 各降水等級的概率分布

根據楊梅降水指數定義，由慈溪市1954—2016年每年6月10—30日的日降水量資料統計不同等級楊梅降水指數發生的次數及頻率，利用極大似然估計法擬合韋伯分布模型，將置信區間定為95%，計算得到降水指數的概率分布及其形狀參數和尺度參數，如圖1所示，進一步得到楊梅降水指數各降水等級發生的概率分布。

根據韋伯模型由圖1中的形狀參數和尺度參數得出的慈溪市楊梅不同降水指數發生概率如表3所示。由表3可見，各等級降水指數均可能發生，其中發生特重度的概率最小，發生輕度和中度的概率最大。

表2楊梅降水指數與損失率的關系

Table2Relationship between precipitation index and loss rate ofMyricarubra

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

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

表3不同等級降水指數發生概率

Table3Probability of different precipitation index

降水指數等級Precipitationindexclass平均損失率Averagelossrate/%發生概率Occurrenceprobability/%119230227653350744101

2.5 楊梅降水指數保險純費率厘定

利用氣象災害發生的概率與對應的作物損失率的乘積計算氣象災害平均災損率，以此作為厘定費率的基礎。氣象災害造成的損失率低于免賠額時不予賠償，等于或高于免賠額時，按照預期價值(保險金額)與約定損失率啟動賠付工作[7]。損失率對應的是免賠額，降水指數對應的是賠付觸發值，即降水災害發生后的賠付指數條件。按照各級不同的賠付觸發值計算得出不同賠付觸發條件下的純保險費率，提高賠付觸發值，可減少保險公司小額賠付，同時降低保戶保費，進一步促使保險公司制定合理的保險條款，對于保險公司和保戶來說是共贏的，有助于降水指數保險產品的推廣。利用式(3)得到楊梅不同降水指數賠付觸發值的保險純費率，賠付觸發值為2、4、6時，保險純費率分別為6.4%、2.0%、0.3%。

2.6 氣象指數保險合同設計

本研究保險合同的賠償條件包括：1)保險期內出現日降水量在5 mm(含)以上的降水過程；2)保險期內的楊梅降水指數大于等于賠付觸發值。當保險期內楊梅遭受的強降水滿足賠償條件時，保險公司依據楊梅降水保險約定的單位面積的賠付方程進行賠償：

(4)

式中：I是投保企業或大戶可獲得的保險賠償金額；yr是楊梅降水指數對應約定損失率；Rr是楊梅降水指數；F是楊梅降水指數的賠付觸發值。根據楊梅不同降水指數賠付觸發值的保險純費率計算結果，最終確定較為合適的保險合同賠付觸發值為2 d。

3 討論

本文以慈溪市為例設計楊梅降水氣象指數，有助于反映楊梅生產系統性風險，避免信息不對稱導致的逆選擇和道德風險問題，解決傳統農業保險賠付時效低及成本高的問題，是農業保險可持續發展的積極有效、有實踐意義的技術嘗試，但楊梅降水氣象指數保險能否取得良好的效果仍需要通過實踐來證明，同時，保戶繳納的保費要與所在地區的風險水平相匹配，利于農業保險的健康持續發展[17]。

考慮保險產品推廣和理賠的簡便性，本文考慮的不同等級降水指數發生概率和損失率關系較為簡單，在實際生產中，楊梅產量在采摘進行過程中是變化的，在采摘期的不同階段，連續降水影響日數對產量的損失是不同的，過程累積降水量對損失的影響也存在正相關，累積降水量越大，對產量的損失越大，在以后的研究中，可開展分時段和累積降水量的損失測算，以更好地滿足保險產品業務需求。

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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

浙江農業學報ActaAgriculturaeZhejiangensis， 2017，29(12): 2032-2037

http://www.zjnyxb.cn

丁燁毅，楊棟，陳鑫磊，等. 楊梅降水氣象指數保險產品設計—以慈溪市為例[J].浙江農業學報，2017，29(12)： 2032-2037.

10.3969/j.issn.1004-1524.2017.12.11

2017-05-17

浙江省保險學會一般項目(2016086)

丁燁毅(1979—)，男，浙江鄞州人，碩士，高級工程師，從事應用氣象和農業氣象研究。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

(責任編輯張 韻)