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农业作为国民经济基础，其兴衰直接关系到国计民生和经济社会的发展。相对于其他产业而言，农业生产经营受气象条件影响很大。除了地震、洪涝、干旱、冰雹等重大自然灾害会对农业造成损失外，温度高低、降雨量多少、湿度大小等正常天气变化所引起的气象风险，也会引起农业生产收益的不确定性变动。对于这种正常天气变化所引起的气象风险，传统的风险管理策略不能很好地规避，而天气衍生产品的出现和设计则可以很好的规避这类风险。天气衍生品从本质上说是一种金融衍生工具，它以单个或多个气象因素为交易对象进行结算，包括温度、降雨量、湿度、风速等。天气衍生品最初产生于20世纪90年代中期美国能源部门。由于其能有效的转移规避天气敏感型行业面临的气象风险，所以一经推出就在世界范围内迅速发展起来。本文首先界定了农业气象风险，对传统的农业气象风险转嫁机制，包括农业保险、农业科技、天气证券在农业气象风险的转移规避中存在的问题进行了分析，指出了天气衍生品作为新型的气象风险转嫁工具的优势。其次，在国内外天气衍生产品相关文献研究基础上，开发设计了温度指数期货合约、降雨指数期权合约这两种现阶段应用范围最广的天气衍生品合约。接着选取了哈尔滨市1992-2010年降雨量历年日值数据，使用ARMA模型建立了降雨量随机模型，并对模型中的参数进行估计，得到了降雨量的参数分布。接着以哈尔滨市一玉米种植者为例，检验了降雨指数期权合约的应用。本论文注重理论研究与实证研究相结合，为我国天气衍生品市场的发展提供了借鉴和支持。