新疆棉区是我国最适合种植棉花的三大棉区之一,长期以来占据着重要的位置。而阿克苏地区作为新疆水资源最为丰富的地区之一,也是国家优质商品棉重要生产基地。其棉花产量占全国棉花总产量的1/6、占新疆棉花总产量的1/5,而长绒棉产量更是占全国长绒棉总产量的90%以上。同时,新疆也是全国自然灾害频发的省份之一。近些年,新疆的旱灾、洪涝灾（水灾）、风雹和低温冻灾（霜冻灾）频繁发生,严重影响了棉花的产量和品质。在传统的农业保险运行中,以承保物化成本为主的棉花种植保险对棉农的保障水平有限,并且普遍采用全省统一费率,存在着逆选择、道德风险等诸多问题。因此,气象指数保险凭借其产品简单易懂、费率低、成本低、理赔迅速等特点,成为助力新疆棉花稳产增产的有效保障方式。本文选取阿克苏市棉花作为研究对象,利用1988-2019年棉花单产数据和相关气象数据进行气象指数保险产品设计和精算模型的改进。一方面,以新疆阿克苏市作为研究区域,并结合该县地理气候环境和棉花生长特点,对该市的棉花种植情况设计一套规范化的气象指数保险产品,并进行县域尺度上的精细化定价和险种改进,以期对其他棉花产区开展气象指数保险提供现实的参考价值;另一方面,从扩大样本量的角度,探讨二维信息扩散模型法在扩充样本量上对棉花保险费率厘定的影响,利用棉花减产率与气象指数间的模糊相关关系,进行气象指数保险产品的费率厘定,并通过经验费率法、参数法和非参数法等方法与小样本费率估计结果进行比较,评价费率厘定效果。以期满足农户对保险的多元化需求,更好地帮助棉花种植户更好地抵御农业自然风险。本文内容主要分为六章,各章内容如下:第一章,导论。该章主要介绍了本文研究的选题背景和意义、国内外气象指数保险研究现状、保险产品费率厘定最新进展及创新与不足。其次,从本文研究的两大主体内容出发,分别从气象指数保险研究进展与气象指数保险费率厘定两个方向对国内外的研究动态进行梳理。并进一步认为,在我国当前农作物数据不完整不连续的前提下,仅仅通过改进去趋势的方法或费率估计的方法得到的农作物保险费率结果或多或少都有一定的局限性。因而,本文从增加样本的角度考虑,提出了农作保险费率厘定改进的方法。第二章,气象指数保险内涵、特征与实践。本章对国内外气象指数保险的发展及其试点进行梳理,并结合银保监会已经备案的产品进行归纳性描述,总结气象指数保险比之于传统农业保险的优势特点,把握气象指数保险在农业保险中的定位,为第四章阿克苏棉花保险产品设计提供现实参考的经验。对比国内试点较多的气象指数保险类型,设计更符合新疆棉花实际发展需求的保险产品。第三章,棉花保险存在的问题及指数保险创新发展的必要性。本章聚焦于新疆棉花在我国棉花产业的重要地位,从上一章阐述的气象指数保险概念、特点、优劣和定位出发,阐述本文为何选择新疆棉花作为本文的研究对象,以及发展棉花气象指数保险的现实必要性。通过对我国棉花保险相关文献尤其是新疆棉花保险最新进展进行搜集整理,分析了现行的新疆棉花种植保险在其中发挥的作用以及各棉花产区的主要成灾和受灾情况,并总结传统种植保险的局限性和棉花气象指数保险的停办经验,初步选取了棉花产量、播种面积和单产标准差均位居前列的阿克苏地区作为研究区域,承保责任包括农业生产威胁最大的旱灾和与旱灾呈显著负向相关关系的低温冻灾。以阿克苏市为例,提出在县域尺度上设计双因子综合气象指数保险。第四章,棉花气象指数保险产品设计—以阿克苏市为例。首先,介绍了本文的研究区域——阿克苏市所在地域的地理气候环境、棉花种植分布情况和产量气象数据来源;其次,采用3种代表性的方法对棉花单产进行趋势拟合,对趋势拟合的方法和结果进行评析,筛选出符合阿克苏市棉花单产波动的HP滤波法,进而实现了棉花气象产量的分离;最后,利用1989-2020年间逐日气象数据,处理棉花生长期内逐月累积降水量、逐月最高气温、逐月最低气温、逐月平均气温和活动积温等气象指标,分别与棉花减产率进行Pearson相关性检验,初步得出棉花减产率的主要气象灾害——干旱和低温。在此基础上,进行棉花减产率与主要致灾因子的回归分析,根据变量的显著性和模型拟合优度,分别构建单因子气象指数和双因子综合气象指数回归模型,并最终确定7-8月降水距平与棉花减产率回归模型、触发值和退出值。第五章,阿克苏市棉花气象指数保险定价分析。评估农作物风险分布情况并选择合适的统计模型进行拟合,在实操中往往需要长时间序列数据。鉴于我国当前农作物单产数据和气象数据较少,本文在开展第二部分的模型定价研究时,从样本量的角度切入,通过扩样本量的方法即二维信息扩散模型,评估样本量对气象指数保险费率厘定精度的影响,讨论该方法在气象指数保险领域的适用性。在不同样本量的框架下,展开经验费率法、参数法、非参数法的费率对比分析。以阿克苏地区实施的棉花成本保险7%的综合费率作为参考,认为二维信息扩散模型法得到的大样本数据可以很好的刻画原始样本的数据特征,并且在不同定价模型方法下得到的费率估计费率结果是具有参考性和可操作性的。此外,在年份足够（≥30年）、趋势产量拟合方法符合当地农作物单产分布特性、多种概率分布模型可择优适用的情况下,小样本参数估计的费率结果并不会严重低估风险,而且从长期来看更具有稳健性。第六章,结论与建议。通过设计棉花气象指数产品和改善费率厘定方法,结合当前新疆普遍实施的棉花种植保险概况,从气象站建设、数据建设以及气象指数保险发展等方面提出相应的研究结论和政策建议。本文的主要研究特色和创新点有以下三点:（1）根据县域尺度下棉花生长周期和种植情况研究制订了一套规范化的气象指数保险产品设计流程,并进行精细化定价。这一研究选题和研究视角具有一定创新性,研究成果注重应用性,以期能为其他棉花产区开展气象指数保险提供现实的参考借鉴。（2）以阿克苏市为例,创新性地探究了棉花单产减产的主要致灾因素。模型回归结果表明,干旱对当地的棉花产量具有显著影响,而不是对棉花产量影响最大的气温。这一结果从侧面印证了农作物面临的主要减产风险在不同县域间存在较大的风险差异性。本文以阿克苏市为例初步确定了棉花面临的主要减产灾害,并探索了减产灾害对应的致灾因子的影响时段,结合棉花生长周期,设计了棉花花铃期干旱气象指数保险。开辟了新疆棉花气象指数保险产品开发的新方向,具有一定的实用性和试点推广价值。（3）通过对气象指数保险不同费率厘定方法的比较研究,探索出适合阿克苏市棉花生长发育的最优精算定价流程。本文从扩大样本量的角度,利用气象指数与减产率之间存在的模糊相关关系,引入在收入保险中应用的二维信息扩散模型,对气象指数保险的费率精算结果进行优化,并与小样本（32历史单产数据）下厘定的费率进行比较,评价了该方法在县域尺度上的估计效率和费率合理性。