天气风险是指因天气气候变化给人们的生命财产安全、生产经营活动以及经济发展带来的不确定性。根据天气风险发生的概率及造成的后果,可以把天气风险分为三类,分别为天气灾害风险、气候变化风险和一般天气风险,前两类天气风险可以通过诸如农业保险、巨灾债券等手段来规避。而对于一般天气风险,传统的风险管理策略不能很好地规避,而天气衍生品(Weather Derivatives)则可以很好的解决这一问题。天气衍生品就是指以一定区域内的温度、风速、湿度、雨量、降雪量等气象条件为标的资产(Underlying Assets)的新兴的金融衍生产品。我国对天气衍生品及其作用的了解尚处于起步阶段,天气衍生品市场也尚未建立起来。在近年来天气灾害频发的情况下,天气风险对我国经济的影响日益突出。作为规避天气风险最有效手段,天气衍生品在我国亟需实施。天气衍生品交易市场具有广阔的前景,而天气衍生品的定价问题是其开展交易的首要问题。天气衍生品目前在国内没有引起学界和业界足够的重视,关于这方面的研究成果较少,而既有的一些研究也主要以介绍性的居多。虽然有一些研究结合我国的国情作了一些初步的分析和建议,但篇幅都比较短,没有进行深入分析,也没有对我国天气衍生品的开发提出全面系统的建议。目前国内还没有关于天气衍生品的专著,虽然有很多关于金融衍生品的专著涉及到了天气衍生品,但都介绍的较为简略,更没有结合我国的国情进行深入的探讨。天气期权是天气衍生品的一种,是在天气期货的基础上产生的一种衍生性金融工具。从其本质上讲,天气期权实质上也是在天气金融领域中将权利和义务分开进行定价,使得权利的受让人在规定时间内对于是否进行交易,行使其权利,而义务方必须履行。本文结合我国实际对天气期权的开发进行了探索,分析了在现阶段我国开发天气衍生品的可行性,设计了具体的天气期权合约,以期为我国开展天气衍生品交易提供相关建议。本文在对国内外研究天气期权定价文献梳理的基础上,选取成都市1951年1月1日至2011年12月31日的气温数据,使用Ornstein-Uhlenbeck过程建立气温的随机模型,并对模型中的参数进行估计,得到气温的参数分布,然后利用Monte Carlo方法预测气温,进而在风险中性概率测度下对成都地区的天气期权进行了定价。第一章绪论。首先,从近年来世界各地,中国以及四川面临的气候灾害与天气变化对于经济产生的影响等问题入手,联系国外天气衍生品市场的发展概况,确定了本文的研究背景与研究内容,并概括性的对本文内容进行阐述,同时,突出了本文创新之处,即,设计适合中国市场的天气衍生品合约、设计并建立全国各地的温度数据库和利用成都近61年的日平均气温为天气期权进行定价。第二章天气衍生品概述。首先,我们对天气衍生品作出一定的定义与介绍,主要围绕在天气衍生品的基本概念与构成要素,以及天气风险和风险对冲的需求。接着,对天气衍生品市场的介绍,主要论述了天气衍生品市场上的参与者,尤其是市场的主体,天气衍生品的投资者与供给者。最后,结合中国的情况,介绍了天气衍生品在中国的发展。第三章天气期权定价研究综述。通过对文献的大量阅读,我们首先将文献分为国外文献和国内文献。国外文献中主要研究天气衍生品的定价,我们按研究方法,将这些文献分为四类,分别为均衡定价方法、无差异定价方法、偏微分方程定价方法和时间序列定价方法。国内的文献,更多的集中在对于天气衍生品的介绍上。我们将国内的文献,按研究内容,分为定性研究和定量研究。第四章基于时间序列方法的天气衍生品定价理论。本章着重介绍基于时间序列方法的天气衍生品定价的理论,从常见的几种温度建模方法入手,详细介绍了不同形式的温度时间序列模型。后面的定价理论,是在经典的一些定价理论假设下,着重具体介绍了基于气温的一些天气衍生品的定价理论与定价方法,为后面的基于成都气温数据的气温期权的开发,做出一些理论方面的准备。所以,本章的重点将是期权的定价。第五章数据的收集与数据库的建立。这一章也是本文的一个创新点,我们利用计算机的数据库技术,为本文天气期权的定价提供数据,以及为后续的研究提供便利。这一章中,我们主要介绍了关于天气数据采集方面的概况,以及本文数据的来源。之后,我们着重论述了数据库的设计与建立,从数据库设计的基本流程入手,规范的设计并建立了天气数据库。第六章天气衍生品合约的设计分析。我们从发展中国家发展天气衍生品所遇到的挑战入手,联系到天气衍生品在中国的发展机会,并详细介绍了中国发展天气衍生品的重要性、发展天气衍生品的路径以及我们论述了天气衍生品市场可能的参与者。从而得到,在中国发展天气衍生品是很有必要的。之后,我们从天气衍生品的标的指数的选择,城市的选择,合约规格和月份的选择,交易模式的选择等构成天气衍生品合约的主要要素入手,逐步建立起了基于温度的天气期权合约。第七章基于成都市1951-2011年日平均气温数据的气温期权开发。这部分里,我们会对温度进行建模,目的是寻找到描述温度的随机过程。因为我们是对气温期权进行定价,其标的资产是温度的变化。为了建立良好的模型,我们建立了一个中国内地各个城市近60年的气温mySQL数据库,数据从中国气象局的数据服务中心导入。而本文中的数据,均取自于建立起来的数据库。下面,对于温度的建模以及期权的定价,均是基于成都1951年1月1日至2011年12月31日间的平均气温数据。除去部分数据由于历史原因遗失之外,共计22251项数据。第八章结论与建议。主要是对全文做出一个总结,同时,对天气衍生品未来的发展提出一些建议。综上,本文结合中国的实际情况深入分析了我国的对于天气衍生品的需求结构,结合中国对天气监测的现状,总结了设计一个科学的天气期权合约所必备的要素,并对这些要素的来源进行了分析,并最终设计了适合中国国情的天气期权合约。之后,本文运用傅利叶变换的方法,建立了描述温度的方程,基于Ornstein-Uhlenbeck过程估计了模型中的关键参数。本文还使用mySQL对气温数据建立了数据库,将计算机技术与金融学紧密结合,为后续的研究工作,提供充分的便利。众所周知,每个地区的天气情况都不一样,适用的模型也都不尽相同。而在国内的文献中,作者还没有发现有对成都地区的气温进行研究分析的成果。本文通过对成都地区近61年的天气气温的日平均数据进行分析,提出了基于成都地区气温的模型,并在预测气温状况的基础上,进行定价。最后,结合我国的实际情况,对我国发展天气衍生品提出了一些政策建议。