气候变化的经济铁拳：未来26年全球收入将减少19%

气候变化的经济铁拳：未来26年全球收入将减少19%

气候变化是当今世界面临的重大挑战之一。除了对环境造成直接影响外，气候变化还会对经济增长产生重大影响。然而，目前气候变化对经济增长的长期影响的评估存在很大差异。

研究背景与方法

一项由来自德国的麦克斯米利安·科茨（Maximilian Kotz）、安德斯·莱文曼（Anders Levermann）和莱奥妮·温茨（Leonie Wenz）等人开展的最新研究表明，气候变化对全球经济的影响远比之前预期的更加严重、也更广泛。通过分析过去40年间全球1600多个地区的实证数据，这项研究预测了温度和降水变化，包括日常变异、以及极端天气事件，对次国家级经济造成的损害。该研究于2024年4月17日在《自然》期刊上在线发表。

该研究使用了固定效应面板回归模型，精确控制了潜在的混杂因素。通过分析局部温度和降水的变化，研究确定了多种气候变量对经济生产力的因果效应。这些变量不仅包括年平均温度的变化，还涵盖了日常温度的变异、年降水总量、年降雨天数以及极端降雨事件的影响。通过这些额外气候变量的分析，研究团队希望提供更全面、更详细的气候变化影响描述。

关键发现

这项研究的关键发现之一是：未来26年内，全球经济将因气候变化面临19%的收入减少。这一预测是在不考虑未来排放选择的情况下得出的（相对于没有气候影响的基准情景，考虑到物理气候和实证不确定性，收入减少范围在11%到29%之间）。这些损害已经远远超过了在短期内将全球变暖限制在2°C以内所需的减缓成本，并且未来的损害将根据排放选择的不同而显著分化。

气候变化对经济的影响在全球各地呈现出显著的区域差异。研究发现，除了高纬度地区因温度变异减少而获益外，所有地区都将面临经济损失。损失最严重的是那些历史累计排放量低、当前收入较低的低纬度地区。这一发现强调了气候正义的重要性，特别是对于那些对全球排放贡献最少但受影响最大的地区。

经济气候损害与减缓成本的承诺与分歧

气候变化对未来经济损害的估计存在很大差异，其关键因素在于气候变量对经济增长率影响的持久性。这些影响的持久性有两种极端情况：一种是影响无限期持续，称为增长效应；另一种是影响仅瞬时存在，称为水平效应（参见方法部分的“实证模型规范：固定效应分布滞后模型”了解数学定义）。研究表明，未来的气候损害在很大程度上取决于是增长效应还是水平效应。

经济气候损害与减缓成本的承诺与分歧。图片来源：Kotz M, Levermann A, Wenz L

该研究团队采用分布滞后模型来约束这些影响的持久性，分别对每个气候变量进行滞后效应的显著性检验。与之前的研究不同，此次研究使用了气候变量的一阶差分形式，这意味着经济增长率依赖于气候变量的变化。这样做的结果是，在没有任何滞后的基准规范下，模型假设气候变化对增长率只有瞬时影响。如果包括滞后项，则可以测试这些影响是否会进一步持续。

这种规范方法的保守性在于，它避免了假设气候影响对增长的无限持久性，而是基于可观测的数据提供了一个持久性的下限。研究使用固定效应分布滞后模型，通过一阶差分气候变量的十个滞后项，检测出温度变化对经济增长的显著影响可持续约8到10年，降水变化的影响可持续约4年。

信息准则的评估表明，包含所有五个气候变量和这些滞后项的模型在数据拟合和避免过拟合之间提供了最佳权衡。进一步的测试使用蒙特卡洛模拟证明了模型对滞后气候变量自相关的鲁棒性，信息准则有效指示滞后选择，以及结果对气候变量之间不完全多重共线性问题的鲁棒性。

研究还通过限制分布滞后模型进行进一步的鲁棒性检查，结果显示其累积边际效应估计与非限制模型相似。为了明确滞后项数量选择的不确定性，研究在未来损害预测中包含了略有不同滞后项数量的实证模型。基于滞后选择过程（滞后项显著性和信息准则），研究从包含8到10个温度滞后和4个降水滞后的模型中进行抽样。

研究结合了这些实证经济响应函数和21个气候模型的集合，投射了这些物理气候变化组件的宏观经济损害。调整偏差的气候模型提供了对观测气候模式的高度准确再现，避免了在投射中引入偏差。这些投射并不旨在预测未来经济增长，而是相对于社会经济基线，预测未来气候条件对经济的外生影响。

蒙特卡洛程序通过气候模型投射、不同滞后项数量的实证模型和模型参数估计（通过1000次区块自举抽样每个回归）估算了这些来源的联合不确定性。结果显示，未来25年内全球损害在两个最极端的排放情景之间无显著差异，这意味着这些气候损害是由过去排放和未来排放情景的社会经济可行性组合造成的。研究发现全球平均收入将永久减少19%（人口加权平均），中美洲和欧洲的中位数收入减少约11%，南亚和非洲的中位数收入减少约22%。

研究还比较了未来25年的损害与实现《巴黎气候协定》所需的减缓成本。研究发现，2050年（2005年国际美元）的中位数气候损害比减缓成本高出约六倍。这种比较并不是正式的成本效益分析，而是旨在比较未来损害和减缓成本的规模。

尽管这些短期损害是已无法避免的，但在2050年之后，损害估计在不同排放情景之间显著分化，强调了减缓措施的经济效益。结论对结构选择具有鲁棒性，如实证模型调节变量变化时间尺度的估计，以及货币比较的时空顺序。

波动和极端事件的影响

气候变化导致的经济损失主要通过平均温度的变化产生。这是因为与其他气候变量相比，预测的平均温度变化在历史年际波动中表现得更为显著。由于历史波动是用来估计经验模型的，较大的预测变化可能会在统计上导致较大的未来影响。从机制上看，这一结果表明，从历史波动的角度来看，未来的平均温度变化是最前所未有的，因此会造成最大的损害。这一洞见对指导适应措施以应对最大损害来源具有重要意义。

然而，仅考虑年平均温度变化而不考虑其他气候变量的经验模型所预测的未来损害，到2049年仅会导致13%的收入减少。这表明，考虑其他气温和降水分布因素后，净损害增加了近50%。这一增加不仅是由于这些气候因素进一步造成的损害，还因为它们的加入揭示了对平均温度的更强烈负面经济反应。研究人员的蒙特卡洛模拟也表明，如果不考虑其他相关气候变量的影响，平均温度对经济增长的影响幅度将被低估。

按次国家地区和气候要素划分的气候变化造成的经济损害。图片来源：Kotz M, Levermann A, Wenz L

从不同气候因素对总体损害的相对贡献来看，日温度波动是导致总体损害增加的最大因素，相对于仅考虑年平均温度变化的经验框架，增加了约4.9个百分点，相当于约10万亿美元。降水则导致较小的损害增加，总年降水、湿润天数和极端日降水分别带来了约0.01个百分点、0.34个百分点和0.36个百分点的增加，相当于约1.2万亿美元。此外，气候模型似乎低估了未来温度波动和极端降水在应对人为强迫下的变化，这表明这些变量的实际影响可能更大。

承诺损害的空间分布

承诺损害的空间分布反映了未来几个气候因素变化的模式与历史经济脆弱性之间的复杂相互作用。年平均温度增加带来的损害几乎在全球范围内都是负面的，且在低纬度地区更为显著，这些地区的温度已经较高，经济对温度增加的脆弱性最大。这一现象表明，区域经济对温度变化的脆弱性异质性超过了未来变暖幅度的异质性。

日温度波动带来的经济损害表现出明显的纬度极化现象，这主要反映了日波动对温室气体强迫的物理响应，即低纬度（以及欧洲）地区波动增加，而高纬度地区波动减少。这两个温度因素是总体损害模式的主要决定因素，表现出强烈的极化，全球大部分地区都受到损害，除了最高的北纬地区。未来年降水总量的变化主要带来经济收益，除了一些干旱地区，如地中海和中南美洲，但这些收益被湿润天数的变化所抵消，后者带来的损害模式与之相反。极端日降水的变化在所有地区都造成损害，这反映了全球陆地区域日降水极端事件的加剧。

按历史累积排放和收入划分的气候损害的不公正。图片来源：Kotz M, Levermann A, Wenz L.

承诺损害的空间分布表明，在两个维度上存在显著的不公正性：造成气候变化的历史排放责任和现有的社会经济福利水平。斯皮尔曼等级相关分析表明，承诺损害在历史累积排放较少的国家和当前人均收入较低的地区更为严重。这意味着，那些最受承诺损害影响的国家往往是对气候变化责任最小且适应能力最弱的国家。

为进一步量化这种异质性，研究人员评估了按当前收入水平和历史累积排放量排名的地区上四分之一和下四分之一之间的承诺损害差异。结果表明，收入较低的四分之一国家的平均收入损失比收入较高的四分之一国家高出8.9个百分点（或61%）。同样，历史累积排放较低的四分之一国家的平均收入损失比排放较高的四分之一国家高出6.9个百分点（或40%）。这些模式再次强调了在气候变化影响方面存在的不公正性。

经济损失的背景分析

研究人员预测的经济损失超过了之前的文献估计，这源于他们对之前方法的一些改进。研究人员的估计比之前的研究更大，主要原因是亚国家级别的估计通常显示出更陡的温度反应，且考虑到其他气候因素后，损害估计增加了。然而，他们的经验方法在气候影响对经济增长的持久性方面更为保守。使用与之前研究类似的经验方法，假设无限持久性，同时保持他们的方法（亚国家数据和更多的气候变量），会产生更大的损害。

相比之下，考虑气候变量一阶差分的研究，研究人员的估计也更大。包括更多的气候变量和足够的滞后期以更充分地捕捉影响持久性的程度是主要原因。同样，在温度响应中的非线性捕捉也是原因之一。研究人员的估计建立在最新的数据和经验见解上，并提供了一个关于经济增长影响持久性的稳健经验下限，这构成了增长与水平效应辩论之间的中间立场。

上图：©绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）

政策意义

研究人员发现，到2049年，气候变化带来的经济损失是世界经济已经承诺的，这些损失远远超过了实现《巴黎气候协定》2°C目标所需的减排成本。这一评估补充了关于从一种排放路径转向另一种路径的净成本和收益的正式分析。研究人员简单地比较了损害和减排成本的规模，这表明这是因为到本世纪中叶，损害在排放情景之间难以区分，即已承诺的损害，实际上已经远远大于减排成本。尽管这些损害从减排的角度来看是不可避免的，但适应可能提供减少这些损害的机会。此外，本世纪中叶之后损害的强烈分化再次强调了减排的明确经济利益，这一点在之前的研究中已经有所强调。