研究报告全文：期货研究报告卫星农业专题2023-02-082023年全球气候变化趋势与农产品影响卫星遥感视角研究院农产品组研究员邓绍瑞010-64405663内容摘要dengshaoruihtfccom从业资格号F30471252022年以来全球气候变化对农产品市场产生了巨大的影响因此农产品组利用卫星遥投资咨询号Z0015474感数据从高纬度中纬度和低纬度角度对2023年全球气候变化的特点和趋势做了详细分析重点关注了极地涡流和厄尔尼诺南方涛动ENSO带来的影响具体而言投资咨询业务资格高纬度地区冰层和冰盖的变化加剧了极地气候变化从而增强了今年全球气候的不证监许可20111289号确定性中纬度地区在北极极地漩涡冷热变化剧烈作用下极地气流南下形成寒潮天气因此我国华北东北和美国都频繁的遭受到了寒潮的袭击尤其美国从德克萨斯州到缅因州都会迎来大范围雨雪天气还会伴随着强风甚至龙卷风预计未来美国大部分地区和欧洲平均气温比正常情况下更冷美国东部和欧洲大部分地区的降水量比平均水平更高低纬度区域将大概率发生拉尼娜到厄尔尼诺的转向对全球气候格局产生重大变化与此同时针对2023年存在的气候风险和变化趋势对已经或潜在产生重要影响的农产品品类展开进一步分析预估南美巴西大豆202223年度产量增加幅度将达到13511663总产量约为147151亿吨增产17002100万吨左右具体幅度主要由南部产区南里奥格兰德RioGrandedoSul州决定该州天气持续干旱大豆生长发育较往年差但比去年有所恢复叠加南部区域大豆还在生长发育的末期对整体产量形成拖累如若小幅恢复则产量至少在147亿吨若按现趋势发展则产量最高可达151亿吨根据1月底数据进一步测算阿根廷大豆202223年度产量减产幅度将达到1264总产量约为383493万吨减产幅度55506万吨另一方面从拉尼娜转向的时间将会发生在6月以后重点影响油棕2023年下半年和2024年上半年产量9-10月份需要特别关注请仔细阅读本报告最后一页的免责声明卫星农业专题丨20230208目录内容摘要12023年全球气候变化特点和趋势4南美大豆现状及产量预估7厄尔尼诺对棕榈油的潜在影响12图表图12022年全球43个主产国大宗作物产量同比变化幅度3图21979-2023年全球海冰范围异常监测4图3北极极地涡旋的三维图像4图4极地漩涡异常对中纬度区域影响示意图5图52022年底全球耕地干旱程度监测5图6拉尼娜海域水温异常监测6图7低纬度区域沃克环流示意图6图8多模型预测拉尼娜转厄尔尼诺进程6图9巴西耕地分布7图10阿根廷耕地分布7图112023年1月底巴西耕地NDVI值分布8图122016-2023年巴西大豆NDVI走势8图132023年1月底巴西大豆NDVI值与近6年均值变化量9图142001-2023年1月底同期巴西各州大豆NDVI值走势9图152023年1月底阿根廷耕地NDVI值分布10图162016-2023年阿根廷大豆总NDVI走势10图172023年1月底巴西大豆NDVI值与近6年均值变化量11图18较2022年同期底阿根廷各州产量变化率11图19较2016-2021年均值阿根廷各州产量变化率11图20厄尔尼诺发生时69和12月与降水的遥相关分析12图21厄尔尼诺发生时69和12月与气温的遥相关分析13图222000-2022年ENSO14图232000-2023年马来和印尼逐16日NDVI值14图24近20年厄尔尼诺年份与正常年份NDVI均值对比14请仔细阅读本报告最后一页的免责声明216卫星农业专题丨20230208回顾2022年根据世界气象组织2022年全球气候临时状况报告极端热浪干旱和毁灭性洪水已影响数百万人并造成数十亿美元的损失在东非近40年来首次连续四个雨季的降水量都低于平均水平预计有1840-1930万人在2022年6月前面临严重粮食危机巴基斯坦在7-8月发生的大面积洪涝灾害导致1700人死亡790万人流离失所3300万人受到波及我国科技部最新全球卫星遥感监测报告显示在极端气候和事件影响下2022年全球大宗粮油作物产量预计为286708亿吨同比减产3688万吨减幅13图12022年全球43个主产国大宗作物产量同比变化幅度数据来源科技部中科院华泰期货研究院气候变化影响农业的主要方式是多样的首先是降水模式干旱会限制作物的可用水量从而导致作物质量下降相反降水增加可能导致土壤侵蚀和水土流失等问题其次是温度高温影响作物的生长发育以及关键事件如开花和结果的时间气温上升还可能导致害虫和疾病发生的频率和程度进而影响作物的健康和生产力随后是土壤质量土壤中水分含量的变化会影响土壤的肥力也会造成土地盐碱化最后是生物多样性生长环境的变化可能导致部分区域不再适合原有作物生长反而适合其它作物生长进而影响全球的种植结构因此展望2023年的全球气候变化趋势以及对农作物的影响对于市场判断意义不言而喻故农产品组根据多种模型和实时卫星数据对未来潜在影响农产品的气候事件进行分析预判并针对可能受波及较大的品种展开详细分析同时建立了实时气候监测请仔细阅读本报告最后一页的免责声明316卫星农业专题丨20230208机制和农作物卫星遥感监测机制以此关注和预测气候变化的实时走势和影响2023年全球气候变化特点和趋势展望2023全年高纬度区域在全球增温和北极放大效应作用下极地环境持续快速变化两极地区海冰面积以及冰盖面积变化是潜在影响全球气候变化的重要因素不仅会改变冰盖结构加速冰川运动制造冰架崩解还会塑造陆表景观削弱深水对流和降低洋流翻转强度等最终影响全球大气和海洋循环卫星遥感监测显示自1978年以来北极海冰面积以每年04的速度减少2002-2021年北极多年冰覆盖范围急剧减少减少速率达到127km2a冬季多年冰在总海冰覆盖面积比重从28下降至13而南极海冰年际波动剧烈规律性较弱但总体以每年017的速度增加且2022年底全球范围内两极海冰异常面积达到前所未有的300万平方公里尤其南极海冰面积创下历年最低并持续恶化特别是在南极的Bellingshausen和AmundsenSeas地区尤为显著因此极地的气候变化加剧极大增强了今年全球气候的不确定性图21979-2023年全球海冰范围异常监测图3北极极地涡旋的三维图像数据来源ZacharyLabeNSIDCSSMI-SSMIS卫星华泰期货研究院数据来源SEVEREWEATHERGFS华泰期货研究院在中纬度区域1月份以来卫星遥感监测表明北极的极地漩涡冷热变化也日益频繁使得盛行西风更加猛烈通常如果北极漩涡偏强时北半球冷热交汇均匀大气环流稳定极寒冷空气难以侵入中纬度地区但是当北极漩涡偏弱时变化不稳定低纬度的暖气流便会北上入侵极地极地漩涡可能会被分割为多个冷中心极地气流同时也会南下形成寒潮天气近期我国华北东北和美国都频繁的遭受到了寒潮的袭击尤其美国从德克萨斯州到缅因州都会迎来大范围雨雪天气还会伴随着强风甚至龙卷风并且根据历史气候数据在这种气候类型发生后的一个月内美国大部分地区和欧洲平均气温比正常情况下更冷美国东部和欧洲大部分地区的降水量比平均水平更高请仔细阅读本报告最后一页的免责声明416卫星农业专题丨20230208图4极地漩涡异常对中纬度区域影响示意图数据来源NOAA华泰期货研究院在低纬度区域市场熟知的拉尼娜已经持续三年自1950年以来这是第三次出现三峰拉尼娜现象对全球范围内温度和降水模态都产生了极大影响加剧了区域间的干旱和洪水风险总体上2022年非洲南部南美洲北部海洋大陆和澳大利亚东部比常年更潮湿东南亚季风带来的降雨更强持续时间增长巴基斯坦在7月和8月经历的破坏性降雨就与此联系密切南美洲巴塔哥尼亚北美洲西南部以及东非都比往年更干燥图52022年底全球耕地干旱程度监测数据来源FAOMODIS卫星华泰期货研究院请仔细阅读本报告最后一页的免责声明516卫星农业专题丨20230208值得注意的是据美国国家海洋和大气管理局NOAA数据虽然近期拉尼娜还在持续但程度已经在逐渐减弱并大概率从2023年年中开始转变为厄尔尼诺图6拉尼娜海域水温异常监测图7低纬度区域沃克环流示意图数据来源NOAA华泰期货研究院数据来源NOAA华泰期货研究院具体而言根据卫星遥感监测从2022年12月开始虽然低温海水在赤道东太平洋的地表附近和深处持续存在热带太平洋上空的大气环流异常未明显减弱受抑制的对流在热带太平洋的西部和中部持续存在在印度尼西亚周围也还可以观察到增强的对流但是赤道太平洋的低海面温度SSTs程度有所减弱最新的Nino34区域异常温度都升高至-08到-07之间逼近-05到05的中性区间并且地下温度异常在持续缓和多种气候模型预测拉尼娜将在3-5月过度到ENSO中性的概率高达82且在6月之后异常温度超过05转变为厄尔尼诺概率超过50图8多模型预测拉尼娜转厄尔尼诺进程数据来源IRINOAACFSECMWF华泰期货研究院请仔细阅读本报告最后一页的免责声明616卫星农业专题丨20230208厄尔尼诺的形成机理在此不做赘述虽然其发生在低纬度地区但对全球气候都会产生影响主要体现在沃克环流减弱甚至逆转将导致中太平洋有更多的对流降雨和低于平均水平的表面压力而西太平洋的对流更少天空更晴朗表面压力高于平均水平具体而言赤道中太平洋和东太平洋在北半球冬季和春季降水会增多澳大利亚北部印度尼西亚和菲律宾气候在在北半球的冬季和夏季会变得异常干燥非洲东南部和巴西北部会在北半球冬季变的干燥印度西北部受印度季风降水量偏少影响在夏季会趋于干旱在热带南美洲西海岸以及北美洲墨西哥湾沿岸和南美洲巴西南部至阿根廷中部的亚热带纬度地区整体降水会较往常增加同时墨西哥湾和美国东南沿海的风暴也往往更加猛烈因此2023年在上述区域的作物如棕榈树甘蔗大豆水稻等大概率会受到影响需要重点监测由于目前处于北半球冬季末春初越冬作物处于休眠期北半球其余大部分区域都还处于休耕期因此农产品组选取目前处于关键生长期的南美大豆和未来影响较大的东南亚棕榈油展开分析南美大豆现状及产量预估南美天气自2022年10月以来随着三峰拉尼娜的持续一直表现堪忧尤其进入11月播种季节后高温干旱更是频频来袭一度拖累了南美大豆的播种进度12月开始南美气候出现两级分化北部区域巴西中部以及北部开始出现缓和迹象南部区域巴西南部以及阿根廷全境却急转直下图9巴西耕地分布图10阿根廷耕地分布数据来源Sentinel卫星华泰期货研究院数据来源Sentinel卫星华泰期货研究院为厘清此次拉尼娜对南美大豆产量造成的影响农产品组利用ESA的Sentinel卫星数据提取南美巴西和阿根廷的耕地信息如图910所示巴西大豆产区主要集中在中部请仔细阅读本报告最后一页的免责声明716卫星农业专题丨20230208和南部区域的马托格罗索MatoGrosso南马托格罗索MatoGrossodoSul戈亚斯Goias巴拉那Parana和南里奥格兰德RioGrandedoSul五个州阿根廷主要集中在东北部的圣地亚哥-德尔埃斯特罗SantiagodelEstero圣菲SantaFe科尔多瓦Cordoba和布宜诺斯艾利斯BuenosAires四个省进而在耕地基础上利用Landsat卫星影像反演了巴西和阿根廷整个耕地区域从2016年1月1日至2023年2月1日的归一化植被指数NDVI以及该区域近20年来Modis卫星反演的NDVI变化情况该指数被广泛应用于植被长势监测和产量预估模型巴西从时间维度看巴西截止2023年1月底反应生长状况的卫星遥感指数NDVI较去年同比上升829考虑到2022年受天气干扰减产幅度较大故使用2016-2021年均值作为近6年参考结果显示同比上涨659整体长势为近7年最好状况图112023年1月底巴西耕地NDVI值分布图122016-2023年巴西大豆NDVI走势2016201720182019202020212022202308075070650605505045040351173349658197113129145289305321337353数据来源Sentinel和Landsat卫星华泰期货研究院数据来源Sentinel和Landsat卫星华泰期货研究院从空间角度看巴西各州受拉尼娜影响差异较大总体北部中部区域增产幅度明显但南部区域受波及较为严重纵观2001-2023年各州同期NDVI值变化趋势各州每年产量受天气和事件影响存在明显差异总体呈现产量递增的趋势在2022年大部分州出现显著的下降与2022年巴西大豆减产保持一致2023年各州出现明显恢复但南部南里奥格兰德州恢复速率较其他地区偏低具体而言截止1月底南部南里奥格兰德州NDVI均值较去年同期增长818但较2016-2021年的6年同时期均值减少1504中部巴拉那州NDVI均值较去年同期增长2089较2016-2021年6年同时期均值增加463马托格罗索州NDVI均值较去年同期增长1521较2016-2021年6年同期均值增加508南马托格罗索州请仔细阅读本报告最后一页的免责声明816卫星农业专题丨20230208NDVI均值较去年同期增长2064较2016-2021年6年同期均值增加1017Goias州NDVI均值较去年同期增长345较2016-2021年6年同期均值增加658图132023年1月底巴西大豆NDVI值与近6年均值变化量数据来源Sentinel和Landsat卫星华泰期货研究院图142001-2023年1月底同期巴西各州大豆NDVI值走势MatoGrossoDoSulMatoGrossoMinasGeraisBahiaGoiasParanaRioGrandeDoSulMaranhaoParaPiauiRondoniaSantaCatarinaSaoPauloTocantins0850807507065060550504520012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820192020202120222023数据来源Sentinel和Landsat卫星华泰期货研究院请仔细阅读本报告最后一页的免责声明916卫星农业专题丨20230208农产品组综合产量模型进一步测算巴西大豆202223年度产量增加幅度将达到13511663总产量约为147151亿吨增产17002100万吨左右本次预测模型产量给出的区间主要由南部产区南里奥格兰德RioGrandedoSul州决定该州天气持续干旱大豆生长发育较往年差但比去年有所恢复同时南部区域大豆还在生长发育的末期对整体产量形成拖累如若小幅恢复则产量至少在147亿吨若按现趋势发展则产量最高可达151亿吨故给出上述区间预测阿根廷从时间维度看阿根廷截止2023年1月底反应生长状况的卫星遥感指数NDVI较去年同比下降651较2016-2021年均值同比下降1387整体长势近7年来最差拉尼娜对阿根廷大豆影响较为严重图152023年1月底阿根廷耕地NDVI值分布图162016-2023年阿根廷大豆总NDVI走势201620172018201920202021202220230807507065060550504504035031173349658197113129145289305321337353数据来源Sentinel和Landsat卫星华泰期货研究院数据来源Sentinel和Landsat卫星华泰期货研究院从空间角度看阿根廷大豆四大主产区普遍受到严重影响不仅是播种期甚至已经延续到了生长发育阶段纵观2001到2023年1月底阿根廷各州的NDVI变化总体呈现同增同涨的发展规律四大主产区的产量胁迫因素高度相似2023年四大主产区作物长势继2022年之后持续同步下滑达到近20年来最低值具体而言截止1月底阿根廷圣地亚哥-德尔埃斯特罗省NDVI均值较去年同期降低700较2016-2021年的6年同时期均值减少1296圣菲省NDVI均值较去年同期降低770较2016-2021年的6年同时期均值减少1316科尔多瓦省减产幅度最大NDVI均值较去年同期降低1880较2016-2021年的6年同时期均值减少2300和布宜诺斯艾利斯省NDVI均值较去年同期降低240较2016-2021年的6年同时期均值减少198阿根廷大豆还需要生长一个月左右的时间才会最终定产根据CFS模型阿根廷2月将会延续高温干旱局势因此减产幅度可能会更大请仔细阅读本报告最后一页的免责声明1016卫星农业专题丨20230208图172023年1月底巴西大豆NDVI值与近6年均值变化量数据来源Sentinel和Landsat卫星华泰期货研究院图18较2022年同期底阿根廷各州产量变化率图19较2016-2021年均值阿根廷各州产量变化率数据来源Sentinel和Landsat卫星华泰期货研究院数据来源Sentinel和Landsat卫星华泰期货研究院请仔细阅读本报告最后一页的免责声明1116卫星农业专题丨20230208农产品组综合产量模型根据1月底数据进一步测算阿根廷大豆202223年度产量减产幅度将达到1264总产量约为383493万吨减产幅度55506万吨总体上根据卫星遥感监测巴西虽然南部遭受重创但中北部的长势喜人整体有13511663幅度增产阿根廷受持续高温干旱影响202223年度大豆减产已成定局截止1月数据减产幅度据综合模型测算可达1264阿根廷作为世界上第一豆粕和豆油的出口国其出口比例可达全球市场的40左右因此产量的下滑一方面使得连续三年来受南美大豆减产美国大豆产量下滑影响的全球供给格局雪上加霜另一方面会直接带动全球需求市场的结构变化厄尔尼诺对棕榈油的潜在影响随着拉尼娜的减弱3-5月转为中性已经得到众多气候模型的印证但5-7月之后的气候如何发展逐步成为市场关注的焦点根据国际气候与社会研究所IRI1月19日最新预测除UKMO模型预测不会出现厄尔尼诺外其余16种气候动力模型都预测会转向厄尔尼诺多种模型均值显示Nino34区域的温度将在5月后会较正常值高出05这样就意味着太平洋海域气候转变为厄尔尼诺同时统计学预测模型也印证了这一观点但发生时间会延期至6月前文已经详细描述了厄尔尼诺发生时对全球气候产生的影响但厄尔尼诺对各地降水和温度的影响发生的概率有多大何时发生因此从时间和空间的角度NOAA利用时间序列回归方法基于1981-2010年的月度数据进行空间拟合回归和滞后性分析图20厄尔尼诺发生时69和12月与降水的遥相关分析数据来源CPCNOAAERSSTv3b华泰期货研究院请仔细阅读本报告最后一页的免责声明1216卫星农业专题丨20230208结果显示从降水角度考虑到此次厄尔尼诺发生在6月以后故重点观测下半年6月9月和12月厄尔尼诺发生时与全球各地降水的遥相关性如图20所示从6月持续到12月厄尔尼诺与东南亚降水均呈现显著负相关也就是厄尔尼诺发生时会极大程度的抑制东南亚降水量影响范围完全覆盖东南亚棕榈油主产区马来西亚和印度尼西亚其中9月的影响范围更大程度也更深图21厄尔尼诺发生时69和12月与气温的遥相关分析数据来源CPCNOAAERSSTv3b华泰期货研究院从气温角度如图21所示厄尔尼诺发生时东南亚棕榈油产区温度从6月到12月均呈现正相关也就是对该区域的温度有促进作用容易形成高温局面尤其在9月以后12月达到顶峰总体上看一旦厄尔尼诺出现东南亚整个油棕产区会极大概率出现高温干旱叠加9月23日前后处于秋分阶段太阳直射赤道下半年特别是9-12月高温干旱程度会十分严峻但高温干旱对于棕榈树是否会产生影响以及是何种影响农产品组使用卫星遥感数据对棕榈树近20年来的植被指数NDVI进行了监测并与近20年来发生厄尔尼诺事件的时间进行对比分析结果显示从时间维度整体上近20年来发生6次厄尔尼诺现象图22所示通过计算马来西亚和印度尼西亚2000-2023年间的油棕树NDVI均值图23所示发现在发生厄尔尼诺现象的年份NDVI值普遍偏低为量化比较不同对发生厄尔尼诺的6个年份和正常年份分别统计每日均值如图24所示厄尔尼诺年份的均值比正常年份总体偏低097由于厄尔尼诺通常发生在下半年因此6月以后差异显著扩大总体偏低幅度超过1最大差异在10月份达到2左右而且对比数据发现厄尔尼诺对请仔细阅读本报告最后一页的免责声明1316卫星农业专题丨20230208于棕榈油产量存在3-4个月的滞后期不同于温带热带区域植被常年翠绿各年份和月份总体值波动不会太大因此有显著差异即可以表明厄尔尼诺对油棕树的生长发育产生消极影响幅度约在1左右对应到产量其变化幅度会更大图222000-2022年ENSO图232000-2023年马来和印尼每16日NDVI值20002001200220032004200520062007200820092010201120122013201420152016201720182019202020212022202308608408208078076074072071498117336597113193225305337145161177209241257273289321353129数据来源NOAA华泰期货研究院数据来源Sentinel和Landsat卫星华泰期货研究院图24近20年厄尔尼诺年份与正常年份NDVI均值对比厄尔尼诺年均值正常年均值0820810800790780770760751173349658197113129145161177193209225241257273289305321337353数据来源Sentinel和Landsat卫星华泰期货研究院与此同时在一年中油棕的生长发育呈现规律的变化2-3月和9-10月NDVI值最低与太阳直射赤道存在一定联系对应到产量也可以发现2个NDVI低谷都是因为采摘棕榈果串后产生的低值低谷前的时间均为棕榈油高产的季节请仔细阅读本报告最后一页的免责声明1416卫星农业专题丨20230208随着2023年ENSO的转变一旦发生厄尔尼诺将导致马来西亚和印度尼西亚的棕榈油产区高温干旱其产量的反应也将会在2023年底到2024年初显现届时减产将会成为大概率事件农产品组将实时根据卫星遥感数据进行天气和油棕树长势监测并利用综合模型测算减产幅度请仔细阅读本报告最后一页的免责声明1516卫星农业专题丨20230208免责声明本报告基于本公司认为可靠的已公开的信息编制但本公司对该等信息的准确性及完整性不作任何保证本报告所载的意见结论及预测仅反映报告发布当日的观点和判断在不同时期本公司可能会发出与本报告所载意见评估及预测不一致的研究报告本公司不保证本报告所含信息保持在最新状态本公司对本报告所含信息可在不发出通知的情形下做出修改投资者应当自行关注相应的更新或修改本公司力求报告内容客观公正但本报告所载的观点结论和建议仅供参考投资者并不能依靠本报告以取代行使独立判断对投资者依据或者使用本报告所造成的一切后果本公司及作者均不承担任何法律责任本报告版权仅为本公司所有未经本公司书面许可任何机构或个人不得以翻版复制发表引用或再次分发他人等任何形式侵犯本公司版权如征得本公司同意进行引用刊发的需在允许的范围内使用并注明出处为华泰期货研究院且不得对本报告进行任何有悖原意的引用删节和修改本公司保留追究相关责任的权力所有本报告中使用的商标服务标记及标记均为本公司的商标服务标记及标记华泰期货有限公司版权所有并保留一切权利公司总部广州市天河区临江大道1号之一2101-2106单元丨邮编510000电话400-6280-888网址wwwhtfccom