Climate, Uncertainty and the Stock Market: assessing the economic effects of sea level rise while addressing the uncertainty surrounding CGE models, and the reactions of the stock market to climate change information and weather stimuli

Abstract

Climate change is expected to affect the natural world, and the human activities associated with it. For that reason, a part for the economic literature is dedicated in quantifying the full economic impacts of these predicted changes in the climate, using Computable General Equilibrium and Integrated Assessment Models. Our understanding of the total economic impact of climate change progresses one impact at the time. Economic models have looked at the direct and indirect effects of climate change through changes in: agricultural production (through losses in land due to sea level rise); human productivity (through effects in health); capital availability (through destruction of capital or due to adaptation), among others. Nevertheless, the impact of climate change on transportation networks and the way those impacts affect the global economy have remained unexplored.In Chapter 2 of this dissertation, a model is developed that quantifies the total economic impacts of climate change and specifically sea level rise on land, capital and, for the first time, transport infrastructure. The analysis of this chapter is based on a Computable General Equilibrium model in order to capture both the direct and indirect macroeconomic effects of sea level rise. Transportation disruptions, due to sea level rise, are modelled as a direct loss of productivity in the water-transportation sector of the economy. The results of this chapter indicate that Global GDP is depressed due to sea level rise, but European GDP is less affected compared to the rest of the world. On top of the direct GDP losses, sea level rise causes global welfare losses of approximately USD 61 billion. These losses are mainly caused by productivity losses in sea transport. Without these, the land and capital losses alone cause global welfare losses of approximately USD 7 billion. Trade is directly affected by transportation disruptions. Developed regions adjust better to increases in transportation costs than developing regions. As such the mechanism of economic adjustment to climate change, through trade, is distorted. Sea level rise, through reduction in the productivity of the water- transportation, makes trade less elastic, thus reducing the importance of trade as a mechanism of adjustment. Through transport, sea level rise causes significant changes to the global economy.Even though the findings of Chapter 2 are significant, the analysis relies on input data of the physical changes caused by sea level rise, which are subject to substantial uncertainty. In order to systematically address the input uncertainty of climate related data in a CGE model, Chapter 3 for the first time, uses a Monte Carlo systematic sensitivity analysis method in conjunction to Gaussian Quadrature methodology. The results of Chapter 3 show that, regardless whether triangular or piecewise linear probability distributions are used, the welfare losses are higher in the Monte Carlo method than in the original deterministic simulation (in Chapter 2 ). This indicates that the CGE economic literature has potentially underestimated the total economic effects of SLR, thus stressing the necessity of systematic sensitivity analysis when simulating the general equilibrium effects of sea lever rise. Despite its importance (as discussed in Chapter 3 ), conducting a systematic sensitivity analysis on a CGE model is time consuming and computationally ex- pensive. In order to make the systematic sensitivity analysis of CGE models more widely used, Chapter 4 discusses a methodology for economising the process, while keeping all relevant information regarding the asymmetric effects of sea level rise on the economy, based on the model developed in Chapter 2. The results of Chapter 4 indicate that by using Quasi-Monte Carlo methods based on the Halton and Sobol’ sequences (i.e., using low-discrepancy sequences), the number of simulations required by the regular Monte Carlo methods can be not- ably reduced, hence lowering the computational time required for the systematic sensitivity analysis of CGE models. As our knowledge about the effects of climate change progresses on a scientific level, society’s understanding and absorption of that scientific information remains unclear. By looking at the reactions of the stock market around the publication made by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and its Working Groups, Chapter 5 sought to identify the level of society’s un- derstanding and absorption of scientific information concerning climate change. The results of Chapter 5 show that the market recognises the importance of the IPCC findings, although there seems to be a reduction in the stock market’s re action with every passing IPCC report. Possible explanations for this reduction are the saturation of new information with each passing IPCC report, changes in peoples’ perspective about climate change, and the way the media approach the matter. Moreover, the news has a calming effect on investors around the publication of the IPCC's findings.Nevertheless, our perspectives about climate changes and its consequences are not just shaped by scientific information, as discussed in Chapter 5. Our perspective can change through new disastrous events related to climate change, such as tropical cyclones. These events could have a cautionary-tale effect on our reaction in the future, through memory. However, this memory effect is not, just, internal within each of us. When a future event is predicted, news/media outlets are making comparisons with similar past events, thus intensifying the memory effect. On that, Chapter 6 focuses on the effects of memory and news- coverage around major hurricanes, on the stock market. The empirical evidence shown suggests that hurricane related news coverage has a negative effect on stock returns for all events excluding hurricane Irene. Moreover, Katrina related news still have a significant effect during each event even 10 years after it took place. The memory of Katrina has a positive correction effect over the initial negative reaction of investors to the hurricane related news-coverage. The results additionally indicate that there is a spatial differentiation in reactions depending on where the hurricane causes damages, but there are no clear evidence as to if this is related to the proximity of damages to the physical stock market. Chapter 6 shows that investors perspective and investment decisions are affected by past disasters and the news. As such, in order to change society’s perception about climate change and its effects, emphasis should be given to this mechanism of news-coverage in combination with past disasters related to climate change.

Η κλιματική αλλαγή αναμένεται να επηρεάσει το φυσικό κόσμο, και τις ανθρώπινες δραστηριότητες που συνδέονται με αυτόν. Για αυτό το λόγο, ένα μέρος της βιβλιογραφίας στα οικονομικά έχει αφιερωθεί στον υπολογισμό των συνολικών οικονομικών επιπτώσεων των εκτιμώμενων αλλαγών στο περιβάλλον, με την χρήση μοντέλων γενικής ισορροπίας και ολοκληρωμένων μοντέλων εκτίμησης. Η αξιολόγηση των συνολικών οικονομικών επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής εξελίσσεται τμηματικά, ανά επίπτωση. Τα οικονομικά μοντέλα εξετάζουν τις άμεσες και έμμεσες επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής μέσα από αλλαγές στην: αγροτική παραγωγή (λόγω μείωσης της διαθέσιμης παραγωγικής γης, αποτέλεσμα της αύξησης του επιπέδου της θάλασσας), ανθρώπινη παραγωγικότητα (λόγω επιπτώσεων στην υγειά), διαθεσιμότητα παραγωγικού κεφαλαίου (λόγω καταστροφών ή λόγω προσαρμογών). Πάρα ταύτα, οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στα δίκτυα μεταφορών και ο τρόπος που αυτές οι επιπτώσεις επηρεάζουν την παγκόσμια οικονομία παραμένουν ανεξερεύνητες. Στο Κεφάλαιο 2 αυτής της διατριβής, έχει αναπτυχθεί ένα μοντέλο που ποσοτικοποιεί τις συνολικές οικονομικές επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής, και συγκεκριμένα της αύξησης του επιπέδου της θάλασσας στην παραγωγική γη, το διαθέσιμο παραγωγικό κεφάλαιο, και για πρώτη φορά στα δίκτυα μεταφορών. Η ανάλυση σε αυτό το κεφάλαιο βασίζεται σε ένα μοντέλο γενικής ισορροπίας ώστε να ποσοτικοποιήσει τόσο τις άμεσες αλλά και τις έμμεσες μακροοικονομικές επιπτώσεις των αλλαγών του επιπέδου της θάλασσας. Διαταραχές στα δίκτυα μεταφορών λόγω της κλιματικής αλλαγής έχουν μοντελοποιηθεί ως άμεση μείωση της παραγωγικότητας του τομέα θαλάσσιων μεταφορών της οικονομίας. Τα αποτελέσματα αυτού του κεφαλαίου δείχνουν ότι το παγκόσμιο ΑΕΠ μειώνεται λόγω της κλιματικής αλλαγής, αλλά το Ευρωπαϊκό ΑΕΠ επηρεάζεται λιγότερο σε σύγκριση με τον υπόλοιπο κόσμο. Πέρα από τις άμεσες απώλειες στο ΑΕΠ, η αύξηση του επιπέδου της θάλασσας δημιούργει πτώση της οικονομικής ευημερίας περίπου κατά 61 δισεκατομμύρια δολάρια USD. Αυτή η πτώση οφείλεται κατά κύριο λόγο στη μείωση της παραγωγικότητας των θαλασσίων μεταφορών. Χωρίς αυτή τη μείωση, η ελάττωση της παραγωγικής γης και του παραγωγικού κεφαλαίου προκαλούν πτώση της παγκόσμιας οικονομικής ευημερίας περίπου κατά 7 δισεκατομμύρια δολάρια. Το εμπόριο επηρεάζεται άμεσα από τις διαταραχές στα δίκτυα μεταφέρων λόγω της κλιματικής αλλαγής. Οι ανεπτυγμένες περιοχές προσαρμόζονται πιο εύκολα στα αυξημένα κόστη μεταφορών δηλαδή εμπορίου από ότι οι αναπτυσσόμενες περιοχές. Με αυτόν τον τρόπο, ο μηχανισμός προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή αλλοιώνεται. Η αύξηση του επιπέδου της θάλασσας, μέσα από τη μείωση της παραγωγικότητας των θαλασσίων μεταφορών κάνει το εμπόριο λιγότερο ελαστικό (ως προς την τιμή), άρα ελαττώνει την σημαντικότητα του εμπορίου ως μέσο προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή. Άρα, η αύξηση του επιπέδου της θάλασσας προκαλεί σημαντικές αλλαγές στην παγκόσμια οικονομία, εξαιτίας της μείωσης της παραγωγικότητας του τομέα θαλάσσιων μεταφορών. Αν και τα ευρήματα του 2ου Κεφαλαίου είναι σημαντικά, η ανάλυση βασίζεται σε δεδομένα για τις φυσικές αλλαγές που προκαλούνται από την άνοδο της στάθμης της θάλασσας, που υπόκεινται σε σημαντική αβεβαιότητα. Προκειμένου να αντιμετωπιστεί συστηματικά η αβεβαιότητα σχετικά με την κλιματική αλλαγή που σχετίζεται με δεδομένα σε ένα μοντέλο γενικής ισορροπίας, το Κεφάλαιο 3 για πρώτη φορά, χρησιμοποιεί μια μέθοδο ανάλυσης βασισμένο σε Monte Carlo ανάλυση, σε συνδυασμό με Gaussian Quadrature μεθοδολογία. Τα αποτελέσματα του 3ου Κεφαλαίου δείχνουν ότι, ανεξάρτητα αν χρησιμοποιηθεί η τριγωνική κατανομή ή η τμηματικά γραμμική κατανομή πιθανοτήτων piecewise linear probability distribution), οι απώλειες ευημερίας είναι υψηλότερες στη Μόντε Κάρλο μέθοδο από ό, τι στην αρχική ντετερμινιστική ανάλυση (στο Κεφάλαιο 2). Αυτό υποδεικνύει ότι η οικονομική βιβλιογραφία μοντέλων γενικής ισορροπίας δυνητικά έχει υποτιμήσει τις συνολικές οικονομικές επιπτώσεις της άνοδού της στάθμης της θάλασσας. Έτσι τονίζεται η αναγκαιότητα της συστηματικής ανάλυσης της ευαισθησία των μοντέλων που εκτιμούν τις οικονομικές επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής.Αν και η συστηματική στατιστική ανάλυση της ευαισθησίας των μοντέλων που εκτιμούν τις οικονομικές επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής (όπως στο Κεφάλαιο 3) είναι πολύ σημαντική, η μέθοδος είναι χρονοβόρα και απαιτεί μεγάλη υπολογιστική δύναμη. Προσπαθώντας να κάνουμε την συστηματική στατιστική ανάλυση της ευαισθησία των μοντέλων γενικής ισορροπίας ευρέως διαδεδομένη, στο Κεφάλαιο 4 αναπτύσσεται μια μεθοδολογία που περιορίζει τον χρόνο ανάλυσης, αλλά κρατάει όλες τις απαραίτητες πληροφορίες όσον αφορά τις ασύμμετρες επιπτώσεις της άνοδού της στάθμης της θάλασσας στην οικονομία , όπως αναλύονται στο Κεφάλαιο 2. Τα αποτελέσματα του 4ου Κεφαλαίου δείχνουν ότι, χρησιμοποιώντας Quasi-Monte Carlo, μεθοδολογία βασισμένη σε ακολουθίες Χάλτον και Σομπόλ (δηλαδή ακολουθίες χαμηλής-απόκλισης), ο αριθμός των προσομοιώσεων που απαιτούνται από τις κανονικές μεθόδους Monte Carlo μπορεί να μειωθεί, μειώνοντας έτσι τον υπολογιστικό χρόνο που απαιτείται για την ανάλυση της στατιστικής συστηματικής ευαισθησίας μοντέλων γενικής ισορροπίας. Όσο όμως οι γνώσεις μας σχετικά με τις επιπτώσεις της κλιματική αλλαγή επεκτείνονται σε επιστημονικό επίπεδο, η κατανόηση τους από την κοινωνία και η απορρόφηση των επιστημονικών πληροφοριών παραμένει ασαφής. Εξετάζοντας τις αντιδράσεις της χρηματιστηριακής αγοράς γύρω από τη δημοσίευση που γίνεται από τον Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) και των ομάδων εργασίας του οργανισμού, το Κεφάλαιο 5 επιχειρεί να καθορίσει το επίπεδο κατανόησης της κοινωνίας και την απορρόφηση των επιστημονικών πληροφορίων σχετικά με την αλλαγή του κλίματος. Τα αποτελέσματα του 5ου Κεφάλαιού δείχνουν ότι η αγορά αναγνωρίζει τη σημασία των ευρημάτων του IPCC, αν και φαίνεται να υπάρχει μια μείωση στην αντίδρασης της χρηματιστηριακής αγοράς με κάθε νέα έκθεση του IPCC. Πιθανές εξηγήσεις για τη μείωση αυτή είναι ο κορεσμός των νέων πληροφοριών με κάθε νέα έκθεση του IPCC, αλλαγές στην προοπτική του κόσμου σχετικά με την αλλαγή του κλίματος, καθώς και τον τρόπο, τα μέσα μαζικής ενημέρωσης, προσεγγίζουν το θέμα. Επιπλέον, οι ειδήσεις από τα μέσα μαζικής ενημέρωσης έχουν μια κατευναστική επίδραση στους επενδυτές γύρω από τη δημοσίευση των πορισμάτων του IPCC. Ωστόσο, οι απόψεις μας σχετικά με τις κλιματικές αλλαγές και τις συνέπειές αυτών, δεν διαμορφώνονται μόνο από επιστημονικές πληροφορίες, όπως περιγράφεται στο Κεφάλαιο 5. Η προοπτική μας μπορεί να αλλάξει βάση νέων καταστροφικών γεγονότων που σχετίζονται με την αλλαγή του κλίματος, όπως είναι οι τροπικοί κυκλώνες. Αυτά τα συμβάντα θα μπορούσαν να έχουν μια προειδοποιητική επίδραση στην αντίδρασή μας στο μέλλον, μέσα από τη μνήμη. Ωστόσο, αυτό το φαινόμενο μνήμης δεν είναι, μόνο, προσωπικό στον καθένα μας. Όταν προβλέπεται ένα μελλοντικό γεγονός, ειδήσεις/μέσα μαζικής ενημέρωσης κάνουν συγκρίσεις με παρόμοια παρελθοντικά γεγονότα, έτσι εντείνουν το φαινόμενο της μνήμης. Βάση αυτών το Κεφάλαιο 6 επικεντρώνεται στις επιπτώσεις της μνήμης και των ειδήσεων γύρω από σημαντικούς τυφώνες, στο χρηματιστήριο. Τα εμπειρικά στοιχεία δείχνουν ότι, η κάλυψη των τυφώνων από τις ειδήσεις έχει αρνητική επίδραση στις αποδόσεις του χρηματιστηρίου για όλα τα συμβάντα εκτός από τον τυφώνα Irene. Επιπλέον, οι ειδήσεις του τυφώνα Katrina εξακολουθούν να έχουν σημαντικές επιπτώσεις κατά τη διάρκεια κάθε νέου τυφώνα, ακόμη και 10 χρόνια αφότου έλαβε χώρα. Η μνήμη του τυφώνα Katrina έχει θετικά διορθωτικά αποτελέσματά, μετά από την αρχική αρνητική αντίδραση των επενδυτών στους τυφώνες. Επιπλέον, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι υπάρχει μια χωρική διαφοροποίηση στις αντιδράσεις ανάλογα με το που ο τυφώνας προκαλεί βλάβες, αλλά δεν υπάρχουν σαφείς ενδείξεις ως προς αν αυτό σχετίζεται με την εγγύτητα του συμβάντος στο χρηματιστήριο ως κτήριο. Το Κεφάλαιο 6 δείχνει ότι η προοπτική και οι επενδυτικές αποφάσεις των επενδυτών επηρεάζονται από καταστροφές του παρελθόντος και από τις ειδήσεις. Ως εκ τούτου, προκειμένου να αλλάξει η αντίληψη της κοινωνίας σχετικά με την αλλαγή του κλίματος και τα αποτελέσματά του, πρέπει να δοθεί έμφαση σε αυτό τον μηχανισμό της κάλυψη των ειδήσεων σε συνδυασμό με τις καταστροφές του παρελθόντος που σχετίζονται με την αλλαγή του κλίματος.