2.2 经济学基础
根据政府间气候变化专门委员会(IPCC)的研究，自1861年以来，地球表面平均温度明显升高，20世纪气温增长了0.6℃,20世纪90年代则是1861年以来气温最高的一个时期。地表平均温度的上升加大了全球尤其是北半球地区极端气候事件发生的概率。尽管气候变化可能是气候系统内部因素的变化引起的，但气象学的调查表明，过去50年所观察到的大部分气候变化是由人类经济活动所排放的CO2、CH4等温室气体引起的。气候变化反过来影响人类经济行为，造成经济增长的巨大损失。为了揭示其中的内在机理，近年来，将气候变化纳入长期经济增长的分析成为增长理论研究的新兴领域。
2.2.1 气候变化损失的经济评估
环境价值的货币化计量和评估是环境经济学的主要任务之一，在气候变化领域，经济分析的一个重要内容是气候变化损失的经济评估。气候变化的影响相当广泛，如直接财产损失(防御性支出、耕地减少等)、生态系统损失(湿地减少、物种灭绝等)、基础产业部门损失(农业、林业、渔业等)、其他产业部门损失(能源、水、建筑、交通、旅游等)、人类福利损失(人类舒适性、疾病增加、空气污染、迁移等)和灾害风险(洪水、干旱、飓风等)。这些影响大致可分为与市场有关的和非市场的两大类。前一类影响可以在国民账户中得到反映，后一类是间接的，如对生态系统和人类舒适性的影响等。气候变化损失的评价模型主要分为两类：一是部分均衡法，对损失的各个方面进行分析和计量并简单加总，也称列举法(Enumerative Approach)；二是一般均衡法，在一个各经济部门相互作用的市场体系中综合考虑气候变化的损失，也称综合评价法。
1．部分均衡法
威廉·诺德豪(William D. Nordhaus)是较早对气候变化损失进行经济评估的著名学者之一。他估算了农业和海平面上升的成本大约为GNP的0.25%，考虑到非市场的影响，损失可能达到1%左右(误差为0.25%～2%)。尽管研究的基础数据来自美国，但他相信估算结果可以推广到世界范围。理查德·托尔(Richard Tol)对其方法进行了改进，将世界主要地区区别对待。这些研究所考虑的影响范围虽有所不同，但总的结果比较近似，当CO2浓度相比工业革命前倍增(以2×CO2表示)使地球平均温度上升2.5℃～3℃时，发达国家的损失约为GNP的1%～2%。Nordhaus(1994)曾就气候变化损失进行了一次专家调查，对于2090年温度上升3℃的情况，专家预测损失在GNP的0.7%～8.2%(置信区间90%)，中值为1.9%，与上述研究结果基本吻合。
2．一般均衡法
一般均衡法更综合地考虑了与市场有关的损失，如农业产量的变化对食品、烟草或纺织工业的影响，克服了部分均衡法对各部分影响简单加总的缺陷，但往往忽略了非市场的影响。科科斯基(Kokoski M. F.)和史蒂芬·史密斯(Stephen Smith)抽象分析了两种法的差异，认为部分均衡法可能造成相当大的误差，随后，诺曼·罗斯伯格(Norman J. Rosenberg)和皮尔里·克罗森(Pierre R. Crosson)等将一般均衡法的思路应用于美国密苏里等四个州(简称MINK)的地区综合损失评估项目，通过投入—产出模型反映农业对经济的反馈作用，同时考虑了适应性问题。研究结论是气候变化对农业和水资源的影响较大，在2030年温度上升约1℃的情况下，对地区收入的影响约为GNP的1%。哈罗德·斯彻拉格(Harod A. Scheraga)等采用戴尔·乔根森(Dale W. Jorgenson)和彼得·威尔科克森(Peter J. Wilcoxen)开发的一般均衡模型，从农业生产、能源需求和海平面上升三方面就气候变化对美国的宏观经济影响进行了综合评估。当采用比较悲观的气候变化构想时，假设到2060年CO2浓度倍增引起地球温度上升5.1℃, GNP较不考虑气候变化时将降低0.8%。
目前绝大多数的研究只针对发达国家，对发展中国家的经济损失评估仍十分缺乏。米歇尔·格拉布(Michael Grubb)对诺德豪将以美国数据为基础的评估结果推广到世界范围的可行性提出质疑。人们从直觉认为，发展中国家收入水平较低，且更多依靠与气候直接相关的产业部门，损失可能更为严重，应在决策过程中受到更多的关注(Winter,1998)。山姆·弗兰克豪斯(Sam Fankhauser)的研究结果表明，除去苏联，发展中国家的损失将比经济合作和发展组织(Organization for Zconomic Co-operation and Development, OECD)国家的平均水平高出60%, TOL甚至得出一些发展中地区的损失比OECD国家的平均水平高4倍的结论。
一些学者指出，上述对CO2浓度倍增损失的研究只考虑了最有可能发生的情况(Best Guess)，没有考虑发生小概率极端事件的可能，如极地冰盖的融化、海洋传递带的中断、温室效应的正反馈或气候模式突然、非线性的变化等，若发生这些事件，人类社会蒙受的损失将是巨大甚至无法估量的，因此，损失评价不应是一个点，而应是整个概率分布。从诺德豪专家投票的调查结果看，损失评价的分布曲线明显呈现不对称，这说明了人们对小概率极端事件的关注。尽管小概率事件的发生和规模都是不确定的，但从谨慎预防的原则出发，采取一定措施以降低风险是非常必要的。
现有损失评估大多考虑CO2浓度倍增的特殊情况，但它只是气候变化过程中的一个点，既不是最优点，也不是稳定状态。气候变化影响的长期性要求将研究领域扩展到更长远时段，并找出系统的潜在阈值，即温室气体的危险浓度水平。威廉·克里尼(William R. Cline)(1992)是极少数曾尝试进行长期损失评价的学者之一，他认为损失可能以浓度的指数规律上升，但这在很大程度上只是理论推测。诺德豪进行的专家投票调查在预测长期损失时很难取得结果，基本上仍趋向保持在GNP的1%～2%水平。
当代人几乎不可能预测气候变化对后代人的影响，正如托马斯·谢尔林(Tomas C. Schelling)形容1900年的预言者不可预测1992年气候变化对航空运输、电子通信和摩天大楼的影响一样。因此，即使能够消除气候变化的科学不确定性，损失评价也永远不能克服不确定性的问题。目前，许多研究常常将CO2浓度倍增放在与今天经济结构相同的状况下进行损失评价，并假设基准年损失与GNP按同比例增长，但这显然不能令人信服。
2.2.2 适应气候变化的成本分析
许多学者认为损失的评估必须基于成本有效响应(Cost Efficient Response)的假设，即应通过适当的适应性措施将损失控制在最低水平，谢尔林(1992)甚至认为对发展中国家而言，最好的适应性措施就是经济发展。实际上全球气候变化损失的成本应包括两个部分：一是适应气候变化的成本；二是采取措施但仍未能减轻的损失成本。而目前，适应性问题仍未受到国际社会的应有重视，对适应潜力、影响适应的因素以及如何增强适应能力的政策等方面研究都很不够。由于数据限制，实际损失的计算往往难以考虑采用最优适应性对策的情况。实际上，采取适当的适应措施可以明显降低损失程度，如威廉·伊斯特林(William E. Easterling)等人的估计，在其研究地区近60% 的农业损失是可以避免的。对于海平面上升，若不采取措施，中等的风险也可能造成严重的灾害。同时值得注意的是，即使在资金充足的情况下，保护也存在一个社会最优水平，它取决于充分保护的成本与不采取措施时的总损失之比。
2.2.3 减排温室气体的经济成本评估
1988年多伦多会议提出减排目标后，经济学家对温室气体排放的研究重点从建立未来正常情况下的排放曲线(即假设不采取减排措施，Business-as-usual, BAU)，逐渐转向减排温室气体的经济成本评估，从20世纪90年代初至今涌现了大量关于此项研究的文献和研究成果。目前，几乎所有OECD国家都建立了自己的减排模型，也有一些研究工作针对发展中国家或全球减排模型。
减排成本评估模型基本上可以分为两大类：“自下而上(Bottom-Up)”模型和“自上而下(Top-Down)”模型。其中，“自上而下”模型又可分为宏观经济模型和资源配置模型(又称均衡模型)。不同种类模型根据其研究对象，又可分为全球模型和国别研究模型。
1．“自下而上”模型
“自下而上”模型以技术为导向，以工程为基础，侧重单个能源供应技术的性能和可得性。现有技术可以用技术成本曲线表示，根据减排成本排列成清单，并与能源需求相比较。由于假设总能找到最有效的技术，以低于现有状况的成本提供所需能源服务，因此，应用这类模型计算出的减排成本一般很低，甚至是负成本，即获得净效益。
2．“自上而下”模型
“自上而下”模型以经济学方法为基础，将能源作为一个生产和经济运行模型中投入的生产要素。在假设生产是有效的前提下，不可能有“免费的午餐”。其中，宏观经济模型重点研究减排措施对宏观经济指标，如通货膨胀率、失业率、银行利率等的短期和过渡性影响，并通过采用历史趋势进行经验性的检验。资源配置模型是长期均衡模型，相对价格变化是影响市场长期表现的主要因素，这类模型可以是综合的一般均衡模型(CGE)，也可以是针对能源部门的部分均衡模型。CGE模型在减排成本评价研究中占主导地位，如OECD开发的GREEN模型，艾伦·曼尼(Alan S. Manne)和理查德·瑞歇尔(Richard Richels)的动态非线性优化全球模型(Global 2100)等。国别研究方面，如乔根森和威尔科克森以及劳伦斯·格劳德(Lawrence H. Goulder)对美国的研究，大卫·比利斯(David M. Blitzer)等对埃及的研究以及索罗文格·格伦索罗德(Solveig Glomsrod)等对挪威的研究(IPCC WG Ⅲ,1995)等。
“自上而下”模型对减排成本一般规律的描述是相似的：即开始减排成本很低，随着减排量的增加，后续减排成本逐渐上升。一个常常被引用的标志性的结论是：到2025—2050年在基准排放水平上减排50%，将使GNP减少1%～3%。一些学者指出，GNP减少1%～3%，从绝对量来看也许是大的，但从相对量来看，仅仅意味着未来10年平均增长率下降0.1%。如果考虑到溢出效应(Spillover Effects)或次生效益(Secondary Benefits)，减排成本还会进一步降低。例如，减排温室气体同时也减少了局部空气污染和越界污染物转移造成的酸雨。许多国家或区域层次的研究，如大卫·皮尔斯(David Pearce)等对英国的研究、昆纳·艾弗森(Knut H. Alfsen)对挪威的研究、天野洋一(Yoichi Amano)对亚洲的研究，都认为次生效益是相当可观的，至少可以抵消1/ 3的减排成本，使许多减排措施变成“无悔”(No Regret)选择。
由于不同模型研究范围和基本假设的不同，对模型进行直接比较十分困难。为此，1993年，OECD和斯坦福能源建模论坛分别开展了模型比较研究，通过对关键假设的标准化，如人口增长率、GNP增长率和碳排放限制，改善不同模型之间的可比性。不同类型模型的比较研究，揭示了许多有待进一步深入研究的新课题。