量化概念 20:波动率与标准差(为什么用标准差衡量风险)

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两个策略,年化收益都是 20%。一个每月稳定赚 1.7%,另一个有的月赚 8%、有的月亏 4%。收益一样,但你心里清楚这俩不是一回事——第二个让你睡不着的概率大得多。收益率告诉你赚了多少,但没告诉你赚的过程有多颠簸。波动率就是量化这层"颠簸"的工具。

方差:偏离平均的程度

要衡量收益的波动,直觉是:算出平均收益,再看每次收益离平均有多远,取个平均。但收益有正有负,偏离也有正有负,直接平均正负抵消了——平均偏离为零,没意义。

解决办法是平方。平方让所有偏离变正,再取平均,就是方差。

方差 = Σ(收益率 - 平均收益率)² / 期数

方差越大,收益离均值越远,波动越大。但方差有个问题:单位变了。收益率是百分比,方差是百分比的平方——"百分之二的平方"没有直观含义。于是取平方根,把单位拉回来。

标准差:方差的平方根

标准差 = √方差

开完根,单位回到百分比,可以和收益率直接比较了。这就是为什么量化里用标准差而不是方差——不是标准差更"对",是它更好读。

一个策略日收益率的标准差是 1.2%,意思是:日收益围绕均值波动的典型幅度是 1.2%。标准差越大,收益分布越散,越不可预测。

为什么标准差能代表风险

风险的本质是不确定性——你不知道下一期收益是多少。标准差衡量的是收益分布的"宽度":分布越宽,可能的收益范围越大,不确定性越高。

如果假设收益率服从正态分布,标准差就能给出概率判断:

  • ±1σ 覆盖约 68% 的情况
  • ±2σ 覆盖约 95% 的情况
  • ±3σ 覆盖约 99.7% 的情况

年化收益 20%、年化标准差 15% 的策略,大约 95% 的年份收益在 -10% 到 50% 之间。

年化波动率:日频怎么年化

回测里算波动率,通常用日收益率。但日收益率的标准差很小——0.8% 的日波动看起来不起眼。要和年化收益放在同一把尺子上比较,得年化。

年化标准差 = 日标准差 × √252

为什么是 √252 而不是 252?因为方差有个性质:独立随机变量之和的方差等于方差之和。252 天的方差是日方差的 252 倍,标准差是日方差的 √252 倍。252 是 A 股一年的近似交易日数。

这里有个前提:日收益率之间相互独立。实际上收益率有自相关——波动率聚集现象,大跌之后往往跟着大跌。所以 √252 法则是近似,不是精确,但对年化波动率的估算足够。

标准差的局限

标准差衡量波动,但波动不等于风险——这是它最大的争议。

第一,标准差不区分涨和跌。 偏离均值就是偏离,不管是向上偏离还是向下偏离。一个策略偶尔大涨,标准差也会变大——但大涨不是风险,大跌才是。标准差把"惊喜"和"惊吓"一视同仁。

第二,正态分布假设在现实中不成立。 收益率的分布有肥尾——极端事件比正态分布预测的更频繁。1987 年黑色星期一,道琼斯单日跌 22%,按正态分布这是 25 个标准差的事件,宇宙热寂之前都不该发生一次。标准差低估了尾部风险。

第三,标准差是向后看的。 过去 250 天的波动率低,不代表未来 250 天也低。波动率本身是波动的——市场平静时年化 10%,恐慌时能飙到 40% 以上。用历史标准差预测未来风险,假设了波动率稳定,但波动率不稳定。

下行风险:只数跌的

因为标准差不区分涨跌,有人提出只算下行波动——半方差(semi-variance):只计算低于均值的偏离,高于均值的不算。这样大涨不再增加"风险"。

更直接的下行风险指标是最大回撤——从历史最高点到最低点的最大跌幅。标准差告诉你"平均颠簸多大",最大回撤告诉你"最惨的一次跌了多少"。两者互补:标准差看日常波动,最大回撤看极端情况。

还有 VaR(Value at Risk)——在 95% 置信下,最差的一天亏多少。VaR 关注的是分布的左尾,但它的前提同样依赖分布假设,而且 VaR 本身也有局限——不告诉你超过 VaR 的那 5% 有多惨。

怎么用

  • 年化波动率:日标准差 × √252,和年化收益同口径比较
  • 夏普比率 = (年化收益 - 无风险收益) / 年化标准差,衡量每承担一单位波动换来了多少超额收益
  • 别只看标准差:搭配最大回撤看尾部风险,标准差管日常、最大回撤管极端
  • 肥尾市场里(比如加密货币或危机期间),标准差会严重低估真实风险,要额外看偏度和峰度

常见误区

  • 日标准差不年化直接和年化收益比:日波动 1.2% 看着小,年化是 19%,和年化收益 20% 几乎一样大——策略的波动和收益相当
  • 年化时乘 252 而不是 √252:方差线性叠加,标准差是方差的根号,乘 252 会高估年化波动约 15 倍
  • 把波动率等同于风险:波动率是风险的一种度量,不是全部。下行风险、最大回撤、VaR 各有各的角度
  • 假设正态分布算概率:极端事件比正态分布预测的频繁得多,±3σ 之外的事在金融市场里不罕见

小结

标准差衡量收益分布的宽度——分布越宽,越不可预测,风险越大。年化用 √252 法则,和年化收益同口径。但标准差不区分涨跌、假设正态分布、向后看,这三个局限决定了它不能单独用。搭配最大回撤看尾部,搭配夏普比率看性价比,才是完整的风险画像。