干旱与赤字：干旱对经济增长的全球影响（英）

政策研究工作报告10453 Drou碧年代和赤字 The全球对经济增长的影响行动 EshadZaveriRichardDamania内森·恩格尔 全球实践水 2023年5月 政策研究工作论文10453 文摘 随着气候变化的加剧，干雨席卷了所有的冲击和人们越来越关注这个问题。与此同时，科学 有证据表明，W-Orld已经威胁了保险箱 p绿水的边界，其水储存在 生物质和土壤对于维持气候适应至关重要啪。然而，在全球范围内的证据结合了这些经济增长的力量是显而易见的。是纸 试图通过使用年度次国家级数据来填补这一空白 1990-2014年82个国家的国内生产总值。利用降雨冲击作为p可信的外生变化 干旱地区的低收入和中等收入国家维持最高的相对损失。在高收入国家， 温和的droughts没有小鬼行为，只有极端 Droughts有广告诗效果，红色ucing增长th大约 0.3percentagepoint，略低于halfimpactfelt 在中低收入国家 与DrouGHT的强度相同。Crucially，一个干燥的小鬼行为给定幅度的冲击也取决于前因后果 绿水供应。研究表明，增加 土壤水分在P狐狸Y耳中可以中和有害的 Aspatiallyspecificpanelatthegridlevel，theanalysis发现IMP的行为是干休克，有提示性证据表明 DrouGHT对经济活动的全球影响 是实质性的。Moderatetoextremedroughtsreduce 国内总产值人均ITA增长TH之间0.39和0.85percentagepoint，平均取决于发展水平和基线气候条件， 本地和上游的forest覆盖是关键通道 这些小鬼的行为表现出来。研究结果具有衡量经济影响行为的蚂蚁暗示 Droughts并可以INF或适应投资。 论文是“水全球实践”的产物。这是世界银行为提供开放获取的更大努力的一部分。它的研究，并为世界各地的讨论做出贡献。PolicyResearchWorkingPapers 也位于Web上的http：//www.worldbank.org/prwp上。可以联系EZaveri@WOrldBAnk.org;RDamania@worldbank.org;和nengle@worldbank.org. e政策研究工作文件系列传播正在进行的工作的结果，以鼓励交流关于发展的意见问题。该系列的目标是快速获得调查结果，即使演示文稿没有完全完善。e论文带有作者的姓名，并应相应地引用。本文所表达的发现、解释和结论完全是那些 的作者。不一定代表国际复兴开发银行/世界银行和 其附属组织，或世界银行执行董事或其所代表的政府的附属组织。 研究产生的支持团队 干旱和赤字：干旱对经济增长的全球影响 EshadZaveri1,RichardDamania2,内森·恩格尔1 关键词:降雨、干旱、GDP增长、土壤湿度、土地利用凝胶代码:O13、O44Q5Q25,抓起 1世界银行全球水实践，华盛顿特区，2可持续首席经济学家办公室 发展,世界银行,华盛顿特区 1。介绍 T.S.艾略特（T.S.Eliot）的名言是，干旱“是地球的死亡”，反映了一种长期以来的自然力量。塑造了我们的星球。在过去的十二个世纪中，人类文明的特大干旱发挥了作用。 在前工业时代一些最复杂的社会崩溃中发挥了重要作用，例如高棉和玛雅帝国，美国西南部的普韦布洛悬崖居民，以及元朝 中国（奥尔特，2020;库克等人，2016年）。即使在今天，降雨量变化仍然是一个挑战。过去三十年来，18亿人（约占人类的25%）经历了异常降雨 每年发作一次，无论是特别潮湿的年份还是异常干燥的年份（Damaniaetal.2017）。这种可变性对发展中国家产生了不成比例的影响，超过85%的发展中国家受到影响生活在低收入或中等收入国家的人（Damaniaetal.2017）。适应降雨变化是 由于不可预测的持续时间，通常比适应长期趋势更具挑战性偏差，其不确定的大小和未知的频率（Adamsetal.2013）。 气候变化使降雨量更加多变，使这些挑战更加复杂。虽然未来的降雨量预测高度不确定，气候变化模型一致认为降雨量将成为 随着温度的升高，更加不稳定和极端。已经有迹象表明，空间分布 降雨量发生了变化。图1显示了过去半个世纪中明显的干燥趋势。比例 降雨量低于平均水平的土地有所增加，而降雨量高于平均水平的地区则处于 下降。与此同时，自那时以来，全球干旱的频率和持续时间增加了近三分之一。 2000.2极端干旱频率的冲击3大幅增加了约233%，如图2。 图1：1960-2020年降雨量高于和低于平均水平的土地面积的全球趋势 资料来源：使用Willmott和Matsuura（2001）的数据进行计算。 2UNCCD的报告“干旱的数字2022。” 3此处定义为比长期平均值至少低2个标准差（SD）的冲击。请注意，2SD干燥 休克是一个非常罕见的事件，包括一个世纪以来最干旱的2.5年。 图2：1950-2014年低收入和中低收入国家的降雨趋势 资料来源：使用Willmott和Matsuura（2001）的数据进行计算。这些实证结果与一些气候模型的预测一致，即全球土地面积 面临极端干旱的人口可能从1976-2005年的3%增加到7%左右，增加一倍以上。 到21世纪后期达到8%（Pokhrel等人，2021年）。即使是低水平的变暖也可能放大世界大部分地区的干旱灾害。这些估计意味着近7亿人，或8 与200相比，预计未来人口可能受到极端干旱影响的百分比近几十年来的百万（Pokhrel等人，2021年）。 本文与最近关于干冲击和干旱对 经济表现。这项工作的大部分利用当地水资源供应的精细数据来估算降雨变化或水供应对经济生产力的直接和间接影响。为 例如，几项研究利用高分辨率地理空间数据对国内生产总值（GDP）进行了研究降雨和径流测量表明，水资源供应对经济增长至关重要（达马尼亚， Desbureaux和Zaveri2020;拉斯2020;科茨等人，2022年）。其他利用调查数据的研究工人和企业表明，不可靠的供水和水资源短缺对生产力产生不利影响 减少工人的收入，导致公司销售额下降，健康状况恶化（Desbureaux 和罗德拉2017;伊斯兰和海兰2019）。这项工作的一个重要教训是，对账户至关重要在研究水的影响时，了解水供应的局部性质。很常见的是 一个国家的一个地区可能正在经历干旱，而另一部分则有充足的水。用因此，分类数据至关重要，因为降雨往往表现出显著的空间变异性，即远高于温度。在全球范围内，国内变异系数为1.9 降水比温度大一倍（2000年，降水的CV为0.055） 与温度的0.029相比（达马尼亚，德斯局克斯，扎韦里，2020年））。总降水量因此，将掩盖相当大的空间异质性，导致重要的统计失真 可以对结果有直接影响。 本文还为行星科学的新科学文献提供了一些经济基础边界。行星边界文献描述了决定的关键地球系统过程 地球生物圈的稳定性和弹性（Rockstrom等人，2009年）。最近，一个新的边界——被称为绿水-已被引入（王-埃拉德森等人，2022年）。绿水代表 储存在土壤根区并被植物使用的水分。这对于维护 陆地生态系统的生产力和健康，在调节地球生态系统方面也起着至关重要的作用气候。气候变化、森林砍伐和水资源管理实践都会影响 绿水。本文通过实证论证绿水的作用来为文献做出贡献促进抗旱能力并量化由此产生的净经济效益。结果是 与关于适应降雨冲击和气候变化的大量文献相关。大多数文献 强调需要建设具有气候韧性的基础设施，以减少洪水和干旱的不利影响 （阿杰等人，2005年，基尔希克等人，2021年）。其他人强调经济多样化的重要性，抗旱作物管理技术、预警系统和保险计划，以解决这一问题 对受影响社区的负面影响（Dasgupta等人，2014年，Lobell等人，2015年）。我们进一步添加通过实证证明自然如何影响对干冲击的抵御能力，对这些文献的见解 受上游森林覆盖和先前条件影响的绿水等条件。 本文证实了之前的工作，表明降雨不足对人均GDP有重大影响。 人均增长率。然而，它提供了新的结果，表明存在相当大的异质性。跨国家和时间推移。该论文还证明了绿水-一个用于描述的术语 渗入土壤根区的降水部分在确定 给定幅度的干冲击的经济影响。众所周知，绿水–土壤湿度水平– 可能受到较长时间内发生的降水量的影响，而不是 只是最近的降雨事件（Niuetal.，2011，PenArabaetal.，2016）。因此，结果显示近期和过去的气候历史是决定影响程度的关键因素（所有其他因素） 等于）。当近年来比正常情况更干燥时，就会发现干冲击对经济增长的影响要强得多。相反，如果最近的过去异常潮湿，则一次性干燥降雨 冲击更加低调的对经济增长的影响。 森林在调节水循环方面也发挥着重要作用，如果管理得当，可以 保护流域的绿色水域并保持土壤湿度水平（Piao等人，2015年，Sivaplan等人，2003年，格罗塞特、帕普和泰勒2023）。还发现干休克的影响在以下情况下系统性地更为严重发生当地和上游森林砍伐的地区，突出了停止砍伐的重要性 森林损失以支持绿色水功能和气候适应能力。这些发现，也许是第一个实证估计，强调“绿水”（土壤湿度）在屏蔽经济增长方面的重要性 来自不利的降雨冲击。负面增长效应也主要集中在 干旱和半干旱地区的发展中国家。对较贫穷国家不成比例的影响是气候条件往往更加恶劣，管理环境的资源有限。 干燥的冲击和干旱的后果。 本文的其余部分组织如下。第2节介绍了此分析中使用的数据集。第三节提出了实证策略。第4节介绍了主要结果，分析了影响的异质性 以及潜在的机制和稳健性检查。最后，第5节最后讨论了结果和政策影响。 2。数据 我们使用从地球气温和降水版本4.01编制的天气数据 特拉华大学（WillmottandMatsuura2001）在经济学中被广泛使用 文学（戴尔琼斯和奥尔肯2012，伯克祥和米格尔2015等）。此数据集提供月总降水量和温度在0.5度空间分辨率下。每个数据都可用 1901年至2014年之间的月份。1990年至2014年细胞水平的年降水量范围在苏丹3毫升至10187毫升在印度。 要定义格网像元经历冲击的时间，将计算每个格网像元中降雨量的z得分，并在 푟푎푖푛푖푡−푟̅푎̅ 每个时间段按푧푖푡=푖̅푛̅휎푖 푖,在哪里푧是网格单元i在时间t处降雨量的z得分，푟푎푖푛是 푖푡푖푡 降雨在时间t网格单元我,푟̅푖是整个气候时间段内网格单元I的平均降雨量 数据集,휎푖是同一时间段内网格单元i中降雨量的标准偏差。的z分数降雨量被解释为时间t中远离长期平均值的SD数量。一旦z分数为 生成计算的二进制变量以指示z分数是否超过特定阈值。一个网格如果给定年份的降雨量低于长期年平均值，则认为细胞具有干休克 网格单元至少XSD(푧푋),在哪里푋可以是整数值的任何范围。同样，网格单元是 如果给定年份的降雨量高于长期年平均值，则认为具有湿震 网格单元至少XSD(푧푋).这样做可以对偏差的影响进行半参数测试从长期来看。它还允许影响在零附近是非线性和非对称的。 这些特性对于区分洪水与洪水可能产生的异质性影响非常重要干旱。 1990年至2014年0.5度分辨率的年度网格级GDP数据来自Kummu，Taka。和纪尧姆（2018）。数据主要基于以下国家级人均GDP数据 Gennaioli等人（2013年），覆盖82个国家，占全球人口的85%和人口的92% 2015年全球GDP总量（购买力平价）。人口数据取自HYDE3.2（Klein，Beusen和Janssen2010）。 说明财富和经济构成如何影响干旱之间的关系 和经济增长，我们使用世界银行收入组分类将世界划分为发展中国家国家（包括低收入、中低收入和中高收入国家）和高收入国家 国家。分类基于低收入国家拥有GNI的2015年人均GNI平均值 人均低于1，025美元，中等收入国家在4