来源：CFC商品策略研究
作者 | 中信建投期货研究发展部
研究员：田亚雄
研究员：刘昊
期货交易咨询业务资格：证监许可〔2011〕1461号
本报告完成时间 | 2026年7月22日
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2024年10月，我们曾对海外天气衍生品的发展情况做过梳理。当时的结论是，天气衍生品能够将企业面临的气象风险转化为可计量、可定价和可转移的金融风险，但其发展也受到流动性、定价、基差以及产品标准化程度等因素制约。近两年来，海外天气衍生品市场延续发展，国内金融气象基础设施建设明显提速，广州期货交易所（以下简称“广期所”）先后开展气象指数研发、指数平台建设与应用场景征集，气温指数期货合约的设计工作也在同步推进。这些进展为国内天气风险管理工具从理论研究走向实际应用提供了新的观察窗口。
天气衍生品是以气温、降水、降雪等气象指标为基础的金融合约。其交易的并不是某一次具体的天气过程，也不要求交易者证明实际损失已经发生，而是根据约定期间内权威机构发布的气象指数确定合约价值或支付金额。与传统灾害保险相比，天气衍生品更适合管理尚未构成灾害、却足以显著影响企业收入或成本的日常天气波动。
现代天气衍生品市场于20世纪90年代末在美国兴起，最初主要服务能源行业。其基本逻辑是，气温直接影响居民制冷和供暖需求，进而影响电力、天然气和取暖燃料等产品的销售量，能源企业因此成为最早的市场参与者。芝加哥商业交易所（以下简称CME）于1999年推出标准化天气合约。目前，与气温相关的产品主要包括制热指数（HDD）、制冷指数（CDD）和累积平均气温指数（CAT）期货及期权，相关产品覆盖美国13个城市、欧洲4个城市以及东京，合计18个城市。
Erik Banks在其著作《天气风险管理：市场、产品和应用》[*]中指出，天气衍生品交易多集中在气象敏感型企业较多、能源需求较大、金融机构较为集聚的少数城市，CDD与HDD产品活跃度也具有典型的季节性特征。能源企业是主要套保需求方，保险公司、对冲基金等则可能成为风险承接方。与其他衍生品类似，标准化场内合约虽然能够提高透明度并降低对手方信用风险，但企业的天气风险敞口通常具有鲜明的地域、时段和行业特征，场外市场因能够针对观测地点、计算周期和赔付结构进行定制而具有较强吸引力。
[*] Erik Banks时任Element Re合伙人兼首席风险官，并担任本书主编。该书由Element Re团队共同撰写，团队核心成员此前曾供职于安然公司的天气衍生品业务，是早期天气衍生品市场的开拓者。
近年来，国内金融气象建设显著加快。2024年12月，中国气象局、财政部、中国人民银行、国家金融监管总局和中国证监会联合发布指导意见，明确提出建设金融气象指数体系，围绕产业和现货市场需求加强天气衍生品研究，开展天气衍生品合约设计，并拓展其在农业、能源等领域的应用。广期所近两年与国内气象机构、政府部门以及高校单位合作，在指数研发、平台搭建等方面取得多项成果。
2024年11月，中央气象台与广期所联合发布光伏气象指数。首批指数覆盖山东、新疆和内蒙古三个光伏装机规模较大的地区，以辐照度为主要因子，同时引入温度因素反映高温对光伏发电效率的影响，并设置日度、月度和年度等不同频率。这一成果为气象数据如何转化为产业风险指标提供了较好范例。此后，中央气象台—广期所光伏气象指数平台上线运行。
2026年1月，广期所与复旦大学、国家气象信息中心签署三方合作框架协议，进一步深化金融气象领域的产学研协作。同年5月，国家气象信息中心、复旦大学、广期所、广东省气象局和上海市气象局联合发布粤港澳大湾区、长三角气温指数系列。首批包括粤港澳大湾区日均温指数、制冷指数，以及长三角日均温指数、制冷指数和制热指数。指数通过中国金融气象指数与服务平台、中国气象数据网和广期所公开发布，并依托国家气象信息中心“天擎”气象大数据云平台和“天镜”实时监控系统开展计算和质量监控。
7月，广期所面向实体企业、金融机构、气象部门以及科研院所公开征集应用场景，征集文件同时附有气温指数期货和期权的模拟合约要素。广期所指出，气温指数期货的核心目的是将企业难以直接交易和转移的气温风险，转化为标准化的风险管理工具。合约设计主要遵循三项原则：贴近实体企业的风险敞口和交易习惯、借鉴境外市场经验，发挥期货市场的风险管理和价格发现功能以及选择经济体量较大、风险需求相对集中的区域先行试点，并采用审慎的风险控制安排。
气温风险具有明显的区域性和季节性，合约设计需要围绕真实风险敞口展开，起步阶段不宜过于追求全国覆盖或全年连续挂牌。据此，草案拟围绕粤港澳大湾区制冷指数、长三角制冷指数和长三角制热指数构建合约。《粤港澳大湾区发展规划纲要》明确，粤港澳大湾区包括香港、澳门两个特别行政区，以及广州、深圳、珠海、佛山、惠州、东莞、中山、江门和肇庆九市。该区域总面积约5.6万平方公里，2025年人口超过8800万，地区生产总值超过15万亿元。大湾区整体处于亚热带地区，夏季制冷需求持续时间较长，区域内人口、制造业、服务业和金融机构高度集聚，电力、零售、旅游和交通等行业均存在较为直接的高温风险敞口。
长三角指数则覆盖上海、江苏、浙江和安徽全域，规划面积约35.8万平方公里。《长江三角洲区域一体化发展规划纲要》指出，长三角是国内经济发展最活跃、开放程度较高、产业体系较完整的地区之一；2025年地区生产总值达到34.7万亿元，占全国总量的24.9%。与大湾区相比，长三角不仅具有较明显的夏季制冷需求，冬季供暖和制热需求同样受到气温变化影响，适合同时观察CDD和HDD两类风险管理需求。
优先选择上述两个区域具有多方面优势。一方面，两地经济规模、用电规模和气象敏感型产业规模较大，便于形成相对集中的风险管理需求；另一方面，区域内城市之间经济联系紧密，气温走势具有一定一致性，采用区域指数可兼顾代表性和市场流动性。与此同时，两个区域均以国家规划确定的范围为依据，指数覆盖边界较为清晰、稳定。此外，大湾区侧重制冷风险，长三角兼具制冷和制热风险，可以在相对有限的合约数量下检验不同季节和不同方向的气温敞口。
在产品框架上，草案并未追求全年、全区域铺开，而是根据不同地区制冷和制热需求的季节特征安排合约，以便更好地对应企业实际避险窗口，并在起步阶段集中市场流动性。合约规模、价格变动单位和保证金等参数，则主要围绕产业客户参与便利性、价格发现效率、资金使用成本以及风险控制进行权衡，整体体现出适中规模、风控审慎的设计思路。
进一步地，我们分别通过农业与制造业领域的两个简化案例，理解气温指数期货如何服务实体企业。假设长三角某农业企业的历史数据表明，作物关键生长期出现持续高温时，制冷指数上升，作物单产则可能下降，进而导致销售收入减少。因此，企业可以在关键生长期前买入相应的CDD期货。如果此后气温显著偏高、最终CDD指数上升，期货端的盈利可以部分弥补减产损失；如果气温正常或偏低，作物产量相对稳定，期货头寸虽然可能出现损失，但企业整体经营结果有望更为平稳。与其他期货品种类似，利用气温指数期货开展套期保值，降低了不利天气对企业收入的冲击。
空调销售企业面临的风险方向则可能相反。假设粤港澳大湾区某空调销售企业的收入与CDD指数正相关：夏季越热，空调销售通常越旺；气温偏低时，销售收入可能不及预期。因此，企业可以提前卖出CDD期货。若夏季偏凉、最终指数下降，空头头寸的盈利可以对冲部分销售损失；若夏季炎热、指数上涨，期货端可能亏损，但现货销售的增加可以提供补偿。
上述案例看似简单，但在实际操作中，企业需要先评估经营利润对气温指数变动的敏感度，即气温指数每变化一个单位，经营利润大致变化多少，再根据合约价值确定相应的头寸规模，而这恰恰是天气套期保值中最困难的环节之一。
理论上，最小方差套保比例取决于企业经营损益与期货价格变化之间的协方差，但这种关系会随地区、季节、企业类型和经营状态而变化。农作物产量与气温尤其不是简单线性关系。Schlenker与Roberts（2009）对美国农作物的研究发现，玉米、大豆和棉花产量在一定温度范围内随气温上升而增加，超过各自阈值后则迅速下降，说明了作物对温度的反应具有非线性和不对称性。
空调销售同样存在类似问题。Duan（2023）基于中国343个城市周度数据的研究发现，空调销售与温度呈U形关系，平均气温高于30℃的天数每增加一天，周度销量平均增加16.2%，且南北地区表现并不相同。Brehm与Cassidy（2025）针对美国中央空调更换行为的研究却未发现高温显著提高更换率，电价和电费的影响反而更明显。这说明，即使同属空调行业，新增购买、设备更换以及线上、线下不同销售渠道的气温敏感度可能存在明显差异。
以上讨论意味着，在实际运用中，交易者可能需要建立较为成熟的风险量化模型，辅助确定套保比例。事实上，除套保比例难以精准确定外，气温指数期货在实际运用中还可能面临其他问题，本文将在附录中作简要介绍。
综合来看，广期所拟推出气温指数期货，并非孤立地增加一个交易品种。此前两年开展的气象指数研发、平台建设、跨机构合作和应用场景征集，已经形成从气象数据到金融产品的基本链条。粤港澳大湾区和长三角地区经济体量大、气象敏感型行业集中，区域边界清晰，能够充分反映制冷、制热两类需求，以这两个地区作为起点具有较强的现实基础。另一方面，天气衍生品不会消除气温变化本身，也很难做到对每一家企业完全精准的风险补偿。其更重要的作用，是提供一套共同认可的计量标准和公开市场，使企业能够把一部分“看天吃饭”的经营不确定性转化为可以识别、估值和转移的风险。未来衡量这一品种的发展成效，除成交量外，还应关注企业的参与程度、参与套保后现金流波动是否下降，以及指数和合约能否逐步形成稳定公允的价格信号。坚持权威数据、试点先行、审慎起步和持续检验，气温指数期货有望成为我国绿色金融和实体企业气象风险管理体系中的重要补充。
附录：气温指数期货运用中可能面临的挑战
A- 基差风险。企业所在地的实际气温可能与区域指数所反映的气温存在差异，企业的经营周期也未必与指数计算周期完全一致；即使气温本身高度相关，经营损益与气温指数之间仍可能存在关系基差（Production-Related Basis）。Woodard和Garcia（2008）研究美国玉米市场后发现，空间基差（Spatial Basis）在部分情形下较为显著，扩大空间聚合范围可以降低其影响，但不能保证所有企业都获得同样的套保效果。Manfredo和Richards（2009）进一步指出，与选择哪一个气象站相比，能否准确刻画作物产量与天气之间的非线性关系有时更为重要。区域指数可以缓解单一站点代表性不足的问题，却无法彻底消除企业层面的基差。
B- 标准化与流动性的矛盾。增加城市、区域和月份，可以提高合约与企业风险敞口的匹配程度，但也可能将交易量分散到更多合约；合约数量过少，则可能使大量企业因基差过大而缺乏参与意愿。Till（2015）对天气期货市场的研究认为，成功的期货品种既要有明确的商业套保需求，也要有能够承接风险的投机和做市力量，定制化程度较高的天气风险敞口可能更容易流向场外市场。
C- 定价和模型风险。由于温度本身不可交易，天气衍生品市场属于典型的不完全市场，不能单纯依靠无套利复制得到唯一价格。Alaton等人（2002）的经典研究表明，定价时必须对天气风险的市场价格作出额外假设，或利用基准合约报价加以校准，以选定相应的风险中性测度；在给定这一参数后，模型才能形成确定的定价结果。现实中，不同历史样本、趋势假设、季节模型和气象预测都会影响估值。当气候长期趋势发生变化时，过度依赖历史平均水平还可能低估异常气温的发生概率。
参考资料
[1] 海外天气衍生品发展的经验与启示，中信建投期货，2024
[2] Weather Derivatives Grow as Risks Intensify， CME Group， 2024
[3] Hilary Till， 2015， Why Haven’t Weather Derivatives Been More Successful as Futures Contracts？ A Case Study， Journal of Governance and Regulation
[4] Hongbo Duan et al．， 2023， China’s Adaptive Response to Climate Change through Air-Conditioning， iScience
[5] Joshua D． Woodard， Philip Garcia， 2008， Basis Risk and Weather Hedging Effectiveness， Agricultural Finance Review
[6] Mark Manfredo， Timothy Richards， 2009， Hedging with Weather Derivatives： A Role for Options in Reducing Basis Risk， Applied Financial Economics
[7] Paul A． Brehm， Alecia Cassidy， 2025， AC Replacement： Heat of the Moment or Cool-Headed Choice？， Journal of Housing Economics
[8] Peter Alaton， Boualem Djehiche， David Stillberger， 2002， On Modelling and Pricing Weather Derivatives， Applied Mathematical Finance
[9] Wolfram Schlenker， Michael J． Roberts， 2009， Nonlinear Temperature Effects Indicate Severe Damages to U.S． Crop Yields under Climate Change， Proceedings of the National Academy of Sciences
研究员：田亚雄
期货交易咨询从业信息：Z0012209
研究员：刘昊
期货交易咨询从业信息：Z0021277
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