天气在玉米价格模式中的作用

斯科特•欧文，Darrel好,托德·霍布斯

农业与消费经济系“，
伊利诺伊大学

farmdoc日常(7): 110

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推荐引用格式:Irwin, S, D. Good和T. Hubbs。”随着时间推移，天气在玉米价格模式中的作用”。farmdoc日常(7):110，伊利诺伊大学香槟分校农业与消费经济系，2017年6月14日。

永久链接:http://farmdocdaily.illinois.edu/2017/06/role-of-weather-in-the-corn-price-pattern-over-time.html

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在farmdoc日常文章的2017年6月7日，我们研究了从1973年到2006年11月的玉米价格的长期模式，以及从2006年12月开始的新时代。我们得出的结论是:(1)不同时期玉米的长期平均名义价格往往在每个时期较早地出现;(2)玉米价格回归到每个时代的平均水平;(3)平均价格的偏差和回归在偏差的大小和持续时间方面都不是在可预测的周期内发生的。换句话说，我们认为，长期农作物价格在一个确定的时期内具有稳定的平均水平，并以经典的蛛网方式根据供需冲击进行调整。然而，价格调整并不遵循经典蛛网模型的重复周期模式，而是高度波动，难以预测，因为随着时间的推移，供求冲击会发生巨大变化，市场对这些冲击的准确反应也会发生变化。

导致玉米价格偏离平均价格的一个重大供应冲击是美国生长季节的天气。异常良好或恶劣的天气会导致美国平均产量高于或低于趋势值，并导致玉米“过剩”(“短缺”)，从而推动价格在不同时间内低于(高于)长期平均价格。在相对较短的一段时间内出现好天气或坏天气时尤其如此。本文的目的是研究与天气有关的美国玉米供应冲击的历史模式，重点关注异常恶劣或良好天气的时期。了解这些历史模式将有助于形成对未来供应冲击和价格走势的预期。

分析

我们不直接考察历史天气条件，而是考察美国玉米产量的模式以及作为天气条件指标的产量偏离趋势值的情况。有利的天气可能导致平均产量高于趋势值，而紧张的天气条件导致平均产量低于趋势值。我们首先估计整个可用数据时期(1895年至2016年)美国实际平均玉米产量的趋势。由于玉米生产技术和管理实践随着时间的推移发生了重大变化，我们不期望找到适合整个122年期间的趋势的功能形式。如图1所示，我们估计了由趋势断裂所描绘的四个时间段的实际收益率的线性趋势:1895-1936、1937-1955、1956-1969和1970-2016。这些时期与玉米产量趋势的明显变化有关。每个时期都包含了无数的技术和管理实践，使得很难分离出单一的因果因素。20世纪30年代玉米杂交品种的出现为30年代中期的趋势中断提供了一个明显的原因。趋势的斜率和解释能力随时期的不同而有很大差异，趋势对早期收益率的年变化解释很少，用R表示²从1895年到1936年，收益率的变化幅度为0.22，而在后来的时期，收益率的变化比例很高。趋势斜率估计的模式本身就很有趣。到1936年，玉米产量实际上有小幅下降的趋势，但此后一直在上升。趋势产量的最高年增长率为2.6蒲式耳/英亩，发生在1956-1969年间。

对产量趋势的估计对于揭示与趋势值的年度偏差所包含的信息是必要的。趋势偏差为分析天气冲击的影响提供了依据。每英亩蒲式耳的这些偏差在图1中很明显。由于收益率随着时间的推移而增加了很多，当以偏离趋势的百分比计算偏差时，信息更丰富。这些计算如图2所示。偏差具有以下特征:(1)上述出现的偏差出现的趋势(61%)超过产量低于趋势水平(39%),(2)极端负偏差的大小大于极端积极的偏差的大小,(3)负偏差的平均值(9.3%)大于平均正的偏移(6.2%)、(4)以上趋势运行的长度范围从1到10年,运行以下趋势产量的长度范围从1到5年,(5)虽然产量偏差的方向和幅度没有明显的模式，但极端恶劣天气结果有一些聚集性，如20世纪30年代和20世纪70年代和80年代。

估计趋势偏差的另一个特征是，在20世纪50年代中期之前的最高正偏差比自那时以来的最高正偏差大得多。这可能反映了在使用“开放”授粉品种时，玉米产量对异常好天气的反应更大，或者与美国农业部使用的程序有关的错误，该程序没有包括当前估计程序的统计复杂性。直到20世纪60年代，美国农业部才完全采用现代随机抽样方法来估计产量。

现在的挑战是如何最好地描述玉米产量偏离趋势值的历史模式。表1给出了一种方法。从最近的20年(1997-2016年)开始，我们首先计算自1897年以来每个20年的负和正收益率偏差的数量。这些数据在每个时期都非常一致。值得注意的是，负收益率偏差最小的20年窗口期是最近的窗口期。接下来，对于每个20年的窗口，我们计算高于和低于趋势的收益率偏差之和。这种计算捕捉了收益率偏离趋势的正负偏差的频率和幅度。不同时期的偏差总和差异很大，最大的累积负偏差出现在1917年至1936年的20年期间，最大的累积正偏差出现在1937年至1956年的20年窗口期间。最小的累积负偏差和正偏差发生在最近的时间段。最近发现的累积偏差较小，可能部分反映偏差是以百分比而不是蒲式耳计算的。 With yields increasing so much over time, there is some debate whether yield variability is best represented by percentage or bushels. Regardless, weather in the most recent time period appears to have been less adverse than in previous 20-year windows.

表1中计算的一个潜在问题是，结果可能对所选择的特定20年窗口非常敏感。图3显示了自1895年以来所有20年滚动寡妇收益率低于趋势收益率的年数。第一个窗口是1895年至1914年，第二个窗口是1896年至1915年，以此类推，最后一个寡妇是1997年至2016年。在20年滚动窗口中，收益率低于趋势水平的年限从5年到11年不等，平均为7.7年(39%)。低于趋势收益率的最高频率出现在1964年、1965年和1966年结束的20年窗口期。自1996年结束的20年窗口期以来，在每一个20年窗口期中，收益率都在7年或更短时间内低于趋势水平。

图4显示了自1895年至1914年每个20年滚动窗口中低于趋势收益率的总和。这种计算强调的是负趋势偏差的大小，而不仅仅是低于趋势收益率的数量。出现严重天气问题(主要是干旱)的时期，该指标得分最高，而天气较为温和的时期得分往往较低。所有20年滚动窗口的平均总负收益率偏差为71.3%。从1993年结束的20年窗口期的120%多一点，到最近一些时间段的40%，这一比例不等。包括20世纪30年代、70年代和80年代在内的20年窗口期有最多的负偏差，因为在这些时期发生了重大的天气问题。近年来出现负产量偏差的频率相对较低，而且出现负产量偏差的数量相对较小，这反映出除了2012年以外，美国玉米生产长期处于相对良好的天气条件下。事实上，在1895年以来所有可能的20年窗口中，截至2016年的20年窗口的负偏差之和是最小的。这反映了一个事实，那就是自1996年以来，美国基本上只出现过一次真正糟糕的玉米收成。唯一一个类似的良性天气时期是20世纪40年代末到60年代末。

最近一段时间对美国玉米产量相对有利的天气，尤其是2013年以来，是导致玉米价格长期低于2006年11月开始的价格时代的预期平均价格的主要因素(目前已达34个月，而且还在继续)。历史表明，这段天气相对温和、玉米产量普遍良好、价格较低的时期将过渡到天气不太有利、产量较低、价格较高的时期。历史上关于权力交接的确切时间不太清楚。

影响

对历史玉米产量偏离趋势值的分析有助于形成对未来供应冲击的预期以及对玉米价格的影响。在这方面，了解异常恶劣或良好天气的性质尤为重要。我们基于1895年以来的20年滚动窗口计算了玉米产量的趋势偏差，发现在20年里，平均有7.7年的产量低于趋势值。滚动窗口20年期间收益率负偏差的平均累积值为71.3%。虽然在过去122年里，美国平均收益率低于趋势值的频率和幅度有很大变化，但数据显示了一个明显的回归平均趋势值的模式。平均趋势的回归没有明显的模式，发生在平均趋势上方或下方不同长度的时间之后。最近的模式是，与长期平均水平相比，负收益率偏差不那么频繁，也更小。事实上，在1895年以来所有可能的20年窗口中，截至2016年的20年窗口的负偏差之和是最小的。这反映了自1996年以来，美国基本上只出现过一次真正糟糕的玉米收成(2012年)。唯一一个类似的良性天气时期是20世纪40年代末到60年代末。 History suggests that a period of more frequent and larger negative yield deviations than that experienced most recently can be expected in the future. History, unfortunately, does not provide many clues for predicting the exact timing of the transition.

参考文献

很好，D、T.哈布斯和S.欧文。”有可预测的作物价格周期吗?＂farmdoc日常(7):105，伊利诺伊大学香槟分校农业与消费经济学系，2017年6月7日。