气候变化影响和适应方案的宏观经济影响：一种建模方法

政策研究报告工作纸一种建模方法经济政策 全球部门 & 气候变化组 2025年5月响 Kodzovi abalo brent boehlert thanh buiandrew burns diego castillo unnada chewpreecha alexander haider stephane hallegatte charljooste florent mciisaac heather ruberlkim smet ken strzepek 政策研究工作论文11133摘要评估气候变化影响和适应方案的宏观经济影响是一个备受关注的研究课题。本文在世界银行的宏观结构模型中提出了一个评估与气候相关的损害的框架。这种方法已被应用于许多国家气候与发展报告中，这是世界银行的一项诊断工具，旨在确定在气候变化的情况下仍能确保持续发展的优先事项和气候政策目标。该方法通过（1）将一组生物物理模型与宏观经济模型连接起来，以及（2）探索一组发展和气候情景，来捕捉气候变化影响经济的途径。本文总结了五个国家的结果，突出了其脆弱性的来源和程度——估计的国内生产总值本文由经济政策全球部门和气候变化组共同撰写。它是世界银行提供其研究成果开放获取并促进全球发展政策讨论的一项更大努力的一部分。政策研究工作论文也发布在 http://www.worldbank.org/prwp 上。作者可通过 cjooste@worldbank.org 联系。政策研究工作论文系列发布研究进展的成果，以鼓励就发展问题交流思想。该系列的目的是快速发布研究成果，即使展示的内容不够完善。论文注明作者姓名，并应相应引用。本文中表达的观点、解释和结论完全是作者的个人观点。它们不一定代表世界复兴银行/世界银行的看法及其附属机构，也不一定代表世界银行的执行董事或他们所代表的政府。 由研究支持团队制作 在部分地区和情景下，到2050年的损失将超过国内生产总值（GDP）的10%，尽管只考虑了一小部分影响渠道。论文还提出了关于部门层面适应干预措施的宏观经济收益估计，考虑了其前期成本和避免的气候影响，并发现从国家气候与发展报告中识别出的适应机会带来了显著的网络GDP增长。最后，论文讨论了当前建模方法的局限性，以及它们与基于历史数据系列的经验方法的互补性。本文提出的集成建模方法可以为政策制定者在制定气候变化适应和韧性 proactive 决策时提供信息。 科兹维·阿巴洛1,布伦特·博厄尔特2, 阮文<br>1, 安德鲁·伯恩斯1,迭戈·卡斯蒂略2, 乌纳达·郑佩查1亚历山大·海德尔1, 斯蒂芬·哈勒加特1, 夏尔·乔斯特1Florent McIsaac1, 海瑟尔·鲁贝尔1Kim Smet2，和肯·斯特雷佩克2作者感谢 kevin carey、diji chandrasekharan behr 和 nepomuk dunz 的有益评论。作者感谢多捐赠者气候支持设施为支持这项工作提供资金。JEL分类：C6，Q5关键词：气候变化，经济影响评估 1 简介尽管气候变化，实现发展目标需要了解气候变化如何转化为生物物理影响（例如农业产量变化），进而影响经济结果。这并非小事，需要来自不同学科领域的专家和模型协调努力，以识别相关政策行动的有效机制。气候变量的预测基于多种社会经济和排放情景（使用共享社会经济路径或 ssp) 转换为生物物理效应——例如，由于热应激导致农业产量和劳动力生产率的变化——基于生物物理模型通过关注气候变量在细分空间尺度上的影响，这些模型为分布评估和贫困评估提供了重要的输入，强调了气候变化在一个国家范围内的不同性质和影响。最终，预测的生物理影响被加权并聚合到国家尺度上，以便可以估算其宏观经济影响。为此任务可采用不同的宏观经济模型，包括可计算一般均衡（CGE）模型和宏观结构模型。此处，我们关注生物物理模型与世界银行宏观财政模型（MFMod,Burns等;2019), 一种宏观结构模型。21见埃克斯坦等(2021)用于最受影响国家的排名和世界银行国家分类世界银行根据人均国民总收入（GNI）（大西洋方法）对国家进行分类。人均收入为1315美元或以下的国家被划分为低收入国家。中低收入经济体的人均收入水平在1315美元和4445美元之间，而中高收入国家的人均收入水平在4445美元和13845美元之间。2在ccdr过程中，宏观经济模型与其他技术经济模型连接，例如世界银行电力规划模型[epm](查托帕德亚等;2018), 查看Hallegatte，McIsaac，Dudu，Jooste，Knudsen和Beck(2024)用于描述方法论。气候变化是经济发展和人类福祉面临的主要挑战。过去和未来的发展成果以及生活水平的提高都受到全球气温上升、降水模式变化以及极端气候事件频发和加剧的威胁。低收入和中等收入经济体对气候条件变化和极端天气事件尤其脆弱。在2010年至2019年期间，全球银行将受极端天气事件影响最严重的十个国家中，有八个被归类为低收入或中等收入经济体，其中六个属于中低收入水平。1自戴尔等(2012),许多研究发现，高温对农业产量、工业产出、政治稳定和经济增长的影响对低收入经济体尤为明显(施伦克和洛贝尔;2010;伯克等人;2015;卡尔库尔和温茨;2020;达马尼等人。;2020;卡恩等;2021;纳特等;2024;科茨等;2024;比尔瓦尔和卡尼基;2024在各国中，影响也波及最贫困人口，并威胁减贫，建模估计表明，由于气候变化，到2030年将有超过1亿人生活在极端贫困中(哈勒盖特和罗森伯格;2017;世界银行;2020).应对气候变化最严重影响的行之有效的适应和减缓策略对所有经济体都构成了重大挑战，无论其收入水平如何。然而，低收入和中等收入经济体面临特别困难的挑战，用于投资韧性和适应的资金资源有限（世界银行;2024b）。世界银行的国家气候与发展报告（CCDRs）在国家层面应对这些挑战。报告探讨了各国如何在气候变化影响下实现其发展目标，以及如何减少温室气体排放。报告确定了每个国家面临的关键气候风险，并探讨了政策干预措施，以迈向有韧性的低碳发展道路。本文记录了一个建模框架，该框架使决策者能够更好地理解气候变化对经济增长和GDP的影响，以支持气候变化和发展政策的改进。为此，报告结合了行业深度分析（例如，关于水资源可用性、农业风险或能源获取）与宏观经济和贫困评估。有三份CCDR综合报告（世界银行;2022a,2023,2024a总结涵盖72个经济体的报告所吸取的教训。它们表明，只要政策确保私营部门做出适当贡献并保护最脆弱的群体，并且国际支持到位，特别是对最贫穷的国家，那么在温室气体排放和韧性方面的气候目标就可以在不牺牲发展的情况下实现。 2 32 关键文献综述及其在五个非洲国家的应用。其基于机制的 подход，通过建模气候变化将影响经济增长和GDP的各种影响渠道，旨在补充提供总量估计但可能无法捕捉未来阈值效应或代表反事实政策情景的经验方法。为了提供基于模型的气候变化影响评估，本文描述了通过所谓的生物物理气候影响进行估算的关联性。影响渠道,3针对CCDRs进行宏观经济建模。影响渠道量化了气候变量变化对感兴趣生物物理指标的不同影响方式。由于物理和社会系统之间的相互作用以及不确定性的普遍存在，对气候变化造成的经济损失进行建模十分复杂，从不确定性3也称为传输信道。本文的其余部分结构如下：节2总结了借鉴这种方法将生物物理气候影响纳入宏观经济模型的关键过去工作；第3详细说明了方法论框架，包括用于模拟不同气候变化影响的生物物理模型概述，以及将这些气候效应转化为经济影响的宏观经济模型；第4介绍来自CCDR近期研究的五个撒哈拉以南非洲经济体的结果：几内亚比绍、马达加斯加、马拉维、马里和津巴布韦。部分5以讨论和建议告终。附录A在气候变化情景选择以及第 X 节中总结的生物理模型方面提供了更多细节3，而附录B为第 4 节中总结的宏观经济模型提供更多细节3.5最终，附录C为讨论在第三节中讨论的案例研究的结果提供进一步详细说明。4.第三，实证方法和基于模型的方法是独立估计气候变化导致未来GDP损失的途径。将它们结合起来有助于建立对结果的信心（当它们一致时）或识别知识差距（当结果出现分歧时）。关于气候变化宏观经济影响，尤其是对GDP的影响的最新文献，主要集中在经验估计上，使用历史数据序列和过去气温或降水的变化（奥夫哈默;2018;托尔;2024).戴尔等(2012);伯克等人(2015);卡尔库尔和温茨(2020);卡恩等(2021);纳特等(2024);科茨等(2024)估计局部温度边际变化对GDP的影响。比尔瓦尔和卡尼基(2024)探索了全球温度的影响，达马尼等人。(2020）表明降雨变化的重要性，前提是分析在高空间分辨率下进行。这些经验估计有时用于校准损伤函数，通常是多项式拟合，用于将温度和降水变化转化为经济损失。其次，基于模型的方法可以捕捉历史数据序列无法估计的阈值效应和“世界之新”的影响。这对海平面上升对建成环境的影响、前所未有的温度对健康和劳动生产率的影响等渠道尤为重要，或者对生态变化（例如亚马孙枯死）的可能影响，这些影响无法在历史数据序列中捕捉。最后，基于模型的方怯允许进行政策反事实和评估，测试那些无法通过经验进行评估的各种适应干预措施的可能影响。由于所有这些原因，我们将本文提出的多模型方法视为经验方法的重要补充。虽然这些实证研究很重要，但它们可以通过本文提出的基于模型的方法进行有效补充，原因有多个。首先，基于模型的方法可以超越总效应，通过单独对每个机制进行建模，帮助我们识别气候变化影响GDP的各种渠道。这有助于核实我们对检测到的总效应背后的机制的理解（以及各种效应的总和与实证结果一致）。基于模型的方法还可以估计局部影响，这是一个挑战，因为实证估计往往倾向于依赖总经济变量。 42.1 评估生物物理气候变化影响生物物理模型是基于过程的模型，将温度、降水或海平面上升（以及其他模型输入）的预期变化转化为影响，例如作物产量、工人生产率、水力发电生产或洪水深度等影响。这些生物物理模型通常是特定于部门的，允许包含针对特定部门量身定制的重要考虑因素。例如，用于水的生物物理模型包括水体平衡模型、湿地模型和污染输运模型，列举一些，每个模型包含不同的特性（如水存储和水电基础设施的存在），并能够评估不同的管理决策（如替代水库运行规则）。同样，专注于自然的模型可以考虑整个生物群落，评估物种生物多样性，或在不同条件下模拟鱼类种群。单个生物物理模型可以相互连接，允许评估权衡和跨部门联系。这些生物物理影响反过来被用于估算经济损失，通过所谓的“钩子”与宏观经济模型连接，以可处理的方式讨论适应性和弹性投资。对气候变化的适应经济学研究应用了一些这些相同的原理来估计全球适应成本（马古利斯等人;2010), 以及孟加拉国(世界银行;2010b), 玻利维亚 (世界银行;2010a), 埃塞俄比亚 (世界银行;2010c), 加纳 (世界银行;2010d), 莫桑比克 (世界银行;2010e), 萨摩亚 (世界银行;2010f), 和 越南 (世界银行;2010g). 本研究评估了气候变化对农业、渔业、消费、健康、水资源和基础设施的影响，随后使用CGE模型评估了其后续宏观经济影响。在地球对未来发展路径和减缓轨迹的气候响应中，以及尖点事件的发生。基于这一点，一批统称为生物物理模型或枚举研究的途径，非常适合在不同的可能未来条件下，在气候影响方面提供见解，时间范围和尺度是CCDRs（至2050年），并且当它们与宏观经济模型结合时尤其强大。生物物理气候影响建模一直是研究中的一个热点课题。关于生物物理气候影响的研究通常考虑气候变量（如温度和降水）的预期变化，将其转化为对水资源可用性和农业生产力等生物物理过程的影响，然后将这些生物物理影响与经济指标（例如，消费者剩余、进口、出口）以及福利指标（例如，人均热量、粮食自给自足）的变化联系起来。以往的工作既在全球层面（例如IMAGE）进行。斯德费斯特等(2014), 一个全球综合评估模拟模型)