設施葡萄低溫災害天氣指數(shù)保險純費率的確定方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種保險費率的計算，具體涉及設施葡萄低溫災害天氣指數(shù)保險純費 率的確定方法。
【背景技術】
[0002] 葡萄（K/iis 屬落葉藤本植物，有"水果之神"的稱號，是世界上最主要 水果之一，世界葡萄產(chǎn)量約占水果總產(chǎn)量的1/4。近年來，中國葡萄設施栽培發(fā)展十分迅速， 2014年全國葡萄栽培面積已達到300余萬畝，江蘇是葡萄栽培主要區(qū)域，栽培面積達45萬 畝。其中設施栽培面積達到10萬畝。由于江蘇地處副熱帶高壓季風氣候區(qū)，夏季高溫、高 濕和冬春季低溫、寡照等不利氣象條件嚴重影響設施葡萄生長及品質，因此，如何有效開展 設施葡萄氣象服務、有效防御氣象災害成為氣象部門和生產(chǎn)部門面臨的技術問題。目前，關 于設施葡萄氣象災害監(jiān)測預警和保障服務尚處于起步階段，氣象服務還不能滿足設施葡萄 安全生產(chǎn)和快速發(fā)展的需要。
[0003] 國內外關于氣象條件及氣象災害對葡萄生長和品質的影響有一定報道。歐洲和 南煒20°~40°之間是世界上葡萄栽培主要區(qū)域，前人研究表明高溫、病害和缺乏足夠的 溫度誘發(fā)葡萄的休眠是限制葡萄生長發(fā)育的因素，高溫、低溫、寡照也是影響葡萄品質的主 要氣候因子（Wen，2008 ;UlienChuche&DenisThi6ry，2009)。冬天低溫潮濕條件能夠誘發(fā) 葡萄病害發(fā)生，如低溫寒潮和霜凍導致摩爾達維亞（羅馬尼亞）葡萄頂芽、枝的嚴重傷害 (01ivier，2012)。Maurer等（2011)通過分析1523-2007年澳大利亞、法國、瑞士的歷史氣 象數(shù)據(jù)與產(chǎn)量數(shù)據(jù)，認為葡萄產(chǎn)量與春季和夏季平均氣溫成顯著相關正相關。有學者研究 認為西班牙地中海氣候區(qū)的溫度和降水是影響葡萄收獲期和產(chǎn)量的主要因素（Josepetal， 2012;Lorenzo, 2013)。Nyamdorj等（2014)研究澳大利亞西部氣候變化對葡萄果實品質 (花青素和可滴定酸）的影響。劉明春等（2007)研究河西干旱區(qū)釀酒葡萄生長的氣象條件， 果粒增長的適宜氣溫為20-21°C，超過21°C，增速明顯變緩，40°C以上的高溫將使葉片變黃 變褐，果實日灼。王瑞華（2013)研究也證實葡萄葉片脯氨酸的含量在高溫脅迫下明顯高于 對照，而葉綠素的含量和可溶性糖的含量則隨脅迫時間的延長呈現(xiàn)低-高-低的波動，高溫 高濕天氣容易發(fā)生炭疽病、白腐病危害(湯照云等，2006)。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術中存在的缺陷，提供一種設施葡萄低溫災害天 氣指數(shù)保險純費率的計算，為設施葡萄的低溫災害風險管理提供了科學的指導作用。
[0005] 為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種設施葡萄低溫災害天氣指數(shù)保險純費率的 確定方法，包括以下步驟： (1) 對設施葡萄進行不同程度的低溫處理； (2) 測定設施葡萄經(jīng)步驟（1)不同程度低溫處理下的各項生長指標及產(chǎn)量指標，計算設 施葡萄在不同程度低溫處理下的產(chǎn)量損失率； (3) 利用歷史氣象數(shù)據(jù)，構建低溫災害天氣發(fā)生的概率分布模型； (4) 測定設施葡萄相關的生長模型輸入?yún)?shù)，結合步驟（2)得到不同程度低溫處理下的 設施葡萄的產(chǎn)量損失率，建立產(chǎn)量損失率模型； (5) 根據(jù)步驟（4)得到的產(chǎn)量損失率模型和步驟（3)得到的低溫災害天氣發(fā)生的概率 分布模型，計算保險純費率。
[0006] 其中，步驟（5)中保險純費率的計算公式為R=E[L0SS]= Σ LrXPi，其中R為保險 純費率（％)，LOSS為作物損失，E[LOSS]為作物損失的期望值，Lr為不同低溫災害不同持續(xù) 天數(shù)下的產(chǎn)量損失率（％)，Pi為不同低溫災害天氣的發(fā)生概率（％);Lr通過步驟（4)建立 的產(chǎn)量損失率模型計算，Pi通過步驟（3)構建的低溫災害天氣發(fā)生的概率分布模型計算。
[0007] 步驟（3)中低溫災害天氣發(fā)生的概率分布模型通過對各概率分布模型進行擬合， 通過擬合優(yōu)度檢驗從中選擇最優(yōu)的概率分布模型；進行擬合的概率分布模型包括正態(tài)分 布、對數(shù)正態(tài)分布、指數(shù)分布、韋伯分布、伽馬分布、Logistic分布和對數(shù)Logistic分布模 型；概率分布模型中各項參數(shù)的計算采用極大似然估計法；擬合優(yōu)度檢驗采用AD檢驗、KS 檢驗或JB檢驗。
[0008] 步驟（4)中產(chǎn)量損失率模型的建立前，還需要進行設施小氣候監(jiān)測，利用測定的設 施小氣候氣象數(shù)據(jù)、所述設施葡萄相關的生長模型輸入?yún)?shù)及不同程度低溫處理下的設施 葡萄的產(chǎn)量損失率進行產(chǎn)量損失率模型的構建。步驟（4)中產(chǎn)量損失率模型通過DSSAT或 W0F0ST模型進行構建。
[0009] 當步驟（3)中歷史氣象數(shù)據(jù)選取為南京地區(qū)1957-2008年4月1日-4月30日期 間的日最低氣溫時，經(jīng)本發(fā)明確定的保險純費率為〇. 0327。
[0010] 本發(fā)明設施葡萄低溫災害天氣指數(shù)保險純費率的具體確定方法如下： 第一步：設施葡萄人工控制實驗 將葡萄移栽至塑料盆中，選擇盆栽葡萄10株，試驗期間，設置低溫5個處理：：日最低 溫度設計〇°C、3°C、6°C、9°C、11°C，日最高溫度設計為28°C;持續(xù)時間分別處理2、4、 6、8天；以日最高28°C/日最低18°C為對照。
[0011] 第二步：設施小氣候觀測方法 在選定的設施大棚內安裝小氣候觀測站，收集室外氣象數(shù)據(jù)和室內氣象數(shù)據(jù)，設施環(huán) 境數(shù)據(jù)采集器為CR3000 (USA)，收集要素為1.5m高室內氣溫、總輻射、相對濕度20cm地 溫、土壤水分、C02濃度等要素。氣象要素采集頻率為10s1次，30s儲存1次取平均值。 如果當?shù)貨]有監(jiān)測的設施小氣候氣象資料，可以利用距離最近的氣象臺站資料，利用BP神 經(jīng)網(wǎng)絡模型進行將室外氣象資料轉換為設施小氣候氣象資料。
[0012] 第三步：生長發(fā)育指標測定及相關生長模型輸入?yún)?shù)的測定 觀測葡萄生育期和果實發(fā)育進程、測定葉片數(shù)、葉片面、枝蔓生長長度、測定果實生長 量及收獲之后的產(chǎn)量，同時設施葡萄的作物品種、種植密度、行間距、種植深度、灌溉量、施 肥量、土壤種類、土壤有機碳、土壤中水的pH值、土壤深度等相關的作物模型輸入?yún)?shù)。
[0013] 第四步：構建發(fā)生不同程度低溫災害的概率模型 利用氣象數(shù)據(jù)對低溫災害不同程度發(fā)生的概率進行擬合，如利用不同地區(qū)的氣象臺的 資料（1950-2010年日最低溫度的數(shù)據(jù))，統(tǒng)計實際低溫災害發(fā)生的天數(shù)，并利用分布模型 (如正態(tài)、對數(shù)正態(tài)、βeta分布模型等）擬合，計算低溫災害持續(xù)天數(shù)的發(fā)生的概率。
[0014] 第五步：構建產(chǎn)量損失模型 根據(jù)人工控制實驗獲得的不同低溫條件下的設施葡萄的產(chǎn)量損失率，結合設施小氣候 氣象數(shù)據(jù)及設施葡萄相關的作物模型輸入?yún)?shù)，利用作物模型DSSAT與W0F0ST進行產(chǎn)量模 型的擬合，通過擬合優(yōu)度的指標（RMSE、R2等）選擇最優(yōu)模型建立產(chǎn)量損失率模型，定量地確 定低溫對設施葡萄產(chǎn)量的影響，然后利用在江蘇省不同地區(qū)實時監(jiān)測及歷史的氣象數(shù)據(jù)及 農業(yè)氣象觀測資料，輸入到DSSAT或W0F0ST模型中進行減產(chǎn)率模型的調整，選擇最符合當 地實際情況的產(chǎn)量損失率模型。
[0015] 第六步：計算保險純費率 利用公式： R=E[L0SS]=ΣLrXPi (1) 計算保險純費率，式中，為保險純費率(％)，LOSS為作物損失，E[LOSS]為作物損失的期 望值即保險損失的期望值，Lr為不同災害不同持續(xù)天數(shù)下的減產(chǎn)率（％)，Pi為不同災害等 級的發(fā)生概率（％)。
[0016] 本發(fā)明相比現(xiàn)有具有以下優(yōu)點：本發(fā)明綜合采用人工控制實驗方法與設施小氣候 監(jiān)測方法，確定了設施葡萄在低溫災害條件下的生長指標及產(chǎn)量指標，可以準確地得到低 溫災害條件下的天氣指數(shù)保險純費率，測定精度高，相對采用普通用歷史產(chǎn)量數(shù)據(jù)進行估 算誤差小，能夠滿足天氣指數(shù)純費率的計算要求。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發(fā)明設施葡萄低溫災害天氣指數(shù)保險純費率的確定方法流程圖； 圖2為本發(fā)明實施例1中BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型結構； 圖3為本發(fā)明實施例1設施小氣候預報模型觀測值與擬合值對比； 圖4為本發(fā)明實施例1中歷史氣象數(shù)據(jù)所取四月日最低溫度的經(jīng)驗累積函數(shù)分布圖； 圖5為本發(fā)明實施例1中歷史氣象數(shù)據(jù)所取四月日最低溫度的正態(tài)分布概率圖； 圖6為本發(fā)明實施例1中歷史氣象數(shù)據(jù)所取四月日最低溫度頻數(shù)分布柱狀圖及正態(tài)分 布曲線擬合。
【具體實施方式】
[0018] 本發(fā)明以南京地區(qū)設施葡萄低溫災害天氣指數(shù)保險純費率的厘定為例。
[0019] 如圖1所示，