美国作为世界上最大的石油消费国和净进口国，石油价格上涨无疑会给美国的经济带来负面的影响，并导致美元实际汇率的波动。从历史情况来看，历次石油危机都造成了美国经济的衰退，并且是导致美元实际汇率波动的主要原因。但是对美元实际汇率走势的分析将不同于前述对一般石油进口国的分析，其主要原因是国际石油交易都是以美元计价和结算的，油价的上涨意味着对美元支付需求的上升，因而美元仍有可能继续保持强势货币的地位，从而使分析变得复杂。
学者的理论研究和实证分析均表明石油价格的波动是导致美元实际汇率变化的主要因素。概括而言，石油价格的大幅上涨主要通过以下三种途径对美元名义汇率产生影响，进而影响美元实际汇率水平的波动。
首先，油价的上涨会全面提高生产资料成本和生活成本，从而导致通货膨胀水平的上升，而通货膨胀又会提高名义货币需求从而导致国内信贷需求水平的上升，进而吸引更多的外资流入美国。国外资本的流入将导致美元汇率的上升。与此同时，美国国内的货币政策又常常会加强美元的升值过程，联储往往在石油价格上升的初期采取提高利率等紧缩性的货币政策来控制通货膨胀水平，这样利率水平的升高会吸引更多的国外资本流入从而导致美元名义汇率的上升。
其次，油价的上涨使得石油输出国的贸易出现盈余，以美元为主的外汇储备增加，产生所谓的“石油美元”，这些石油美元出于逐利的需要会进入国际金融市场大量购买美元资产，进而导致美元名义汇率的上升。
第三，油价的持续上升会导致世界经济的衰退，使得石油进口国的国际收支出现不确定性，因而这些国家纷纷提高他们外汇储备中的美元资产比率来维持汇率的稳定，这就进一步提高了对美元的需求，导致美元名义汇率的上升。
在上述三方面影响机制的综合作用下，美元在面临石油价格上涨时出现名义汇率水平上升的情况。在名义汇率上升的情况下，实际汇率水平的变化取决于美国国内的物价水平与国外价格水平之比。由于美国的石油消耗比其他国家要大，因此油价上涨对美国一般物价水平的影响程度要比其他国家大。这样相对物价水平的上升与名义有效汇率的变化方向一致，因而在油价上涨时，美元的实际汇率水平将会上升。
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