Exogeneity, weak identification and instrument selection in econometrics

La dernière décennie a connu un intérêt croissant pour les problèmes posés par les variables instrumentales faibles dans la littérature économétrique, c’est-à-dire les situations où les variables instrumentales sont faiblement corrélées avec la variable à instrumenter. En effet, il est bien connu que lorsque les instruments sont faibles, les distributions des statistiques de Student, de Wald, du ratio de vraisemblance et du multiplicateur de Lagrange ne sont plus standard et dépendent souvent de paramètres de nuisance. Plusieurs études empiriques portant notamment sur les modèles de rendements à l’éducation [Angrist et Krueger (1991, 1995), Angrist et al. (1999), Bound et al. (1995), Dufour et Taamouti (2007)] et d’évaluation des actifs financiers (C-CAPM) [Hansen et Singleton (1982,1983), Stock et Wright (2000)], où les variables instrumentales sont faiblement corrélées avec la variable à instrumenter, ont montré que l’utilisation de ces statistiques conduit souvent à des résultats peu fiables. Un remède à ce problème est l’utilisation de tests robustes à l’identification [Anderson et Rubin (1949), Moreira (2002), Kleibergen (2003), Dufour et Taamouti (2007)]. Cependant, il n’existe aucune littérature économétrique sur la qualité des procédures robustes à l’identification lorsque les instruments disponibles sont endogènes ou à la fois endogènes et faibles. Cela soulève la question de savoir ce qui arrive aux procédures d’inférence robustes à l’identification lorsque certaines variables instrumentales supposées exogènes ne le sont pas effectivement. Plus précisément, qu’arrive-t-il si une variable instrumentale invalide est ajoutée à un ensemble d’instruments valides? Ces procédures se comportent-elles différemment? Et si l’endogénéité des variables instrumentales pose des difficultés majeures à l’inférence statistique, peut-on proposer des procédures de tests qui sélectionnent les instruments lorsqu’ils sont à la fois forts et valides? Est-il possible de proposer les proédures de sélection d’instruments qui demeurent valides même en présence d’identification faible? Cette thèse se focalise sur les modèles structurels (modèles à équations simultanées) et apporte des réponses à ces questions à travers quatre essais. Le premier essai est publié dans Journal of Statistical Planning and Inference 138 (2008) 2649 – 2661. Dans cet essai, nous analysons les effets de l’endogénéité des instruments sur deux statistiques de test robustes à l’identification: la statistique d’Anderson et Rubin (AR, 1949) et la statistique de Kleibergen (K, 2003), avec ou sans instruments faibles. D’abord, lorsque le paramètre qui contrôle l’endogénéité des instruments est fixe (ne dépend pas de la taille de l’échantillon), nous montrons que toutes ces procédures sont en général convergentes contre la présence d’instruments invalides (c’est-à-dire détectent la présence d’instruments invalides) indépendamment de leur qualité (forts ou faibles). Nous décrivons aussi des cas où cette convergence peut ne pas tenir, mais la distribution asymptotique est modifiée d’une manière qui pourrait conduire à des distorsions de niveau même pour de grands échantillons. Ceci inclut, en particulier, les cas où l’estimateur des double moindres carrés demeure convergent, mais les tests sont asymptotiquement invalides. Ensuite, lorsque les instruments sont localement exogènes (c’est-à-dire le paramètre d’endogénéité converge vers zéro lorsque la taille de l’échantillon augmente), nous montrons que ces tests convergent vers des distributions chi-carré non centrées, que les instruments soient forts ou faibles. Nous caractérisons aussi les situations où le paramètre de non centralité est nul et la distribution asymptotique des statistiques demeure la même que dans le cas des instruments valides (malgré la présence des instruments invalides). Le deuxième essai étudie l’impact des instruments faibles sur les tests de spécification du type Durbin-Wu-Hausman (DWH) ainsi que le test de Revankar et Hartley (1973). Nous proposons une analyse en petit et grand échantillon de la distribution de ces tests sous l’hypothèse nulle (niveau) et l’alternative (puissance), incluant les cas où l’identification est déficiente ou faible (instruments faibles). Notre analyse en petit échantillon founit plusieurs perspectives ainsi que des extensions des précédentes procédures. En effet, la caractérisation de la distribution de ces statistiques en petit échantillon permet la construction des tests de Monte Carlo exacts pour l’exogénéité même avec les erreurs non Gaussiens. Nous montrons que ces tests sont typiquement robustes aux intruments faibles (le niveau est contrôlé). De plus, nous fournissons une caractérisation de la puissance des tests, qui exhibe clairement les facteurs qui déterminent la puissance. Nous montrons que les tests n’ont pas de puissance lorsque tous les instruments sont faibles [similaire à Guggenberger(2008)]. Cependant, la puissance existe tant qu’au moins un seul instruments est fort. La conclusion de Guggenberger (2008) concerne le cas où tous les instruments sont faibles (un cas d’intérêt mineur en pratique). Notre théorie asymptotique sous les hypothèses affaiblies confirme la théorie en échantillon fini. Par ailleurs, nous présentons une analyse de Monte Carlo indiquant que: (1) l’estimateur des moindres carrés ordinaires est plus efficace que celui des doubles moindres carrés lorsque les instruments sont faibles et l’endogenéité modérée [conclusion similaire à celle de Kiviet and Niemczyk (2007)]; (2) les estimateurs pré-test basés sur les tests d’exogenété ont une excellente performance par rapport aux doubles moindres carrés. Ceci suggère que la méthode des variables instrumentales ne devrait être appliquée que si l’on a la certitude d’avoir des instruments forts. Donc, les conclusions de Guggenberger (2008) sont mitigées et pourraient être trompeuses. Nous illustrons nos résultats théoriques à travers des expériences de simulation et deux applications empiriques: la relation entre le taux d’ouverture et la croissance économique et le problème bien connu du rendement à l’éducation. Le troisième essai étend le test d’exogénéité du type Wald proposé par Dufour (1987) aux cas où les erreurs de la régression ont une distribution non-normale. Nous proposons une nouvelle version du précédent test qui est valide même en présence d’erreurs non-Gaussiens. Contrairement aux procédures de test d’exogénéité usuelles (tests de Durbin-Wu-Hausman et de Rvankar- Hartley), le test de Wald permet de résoudre un problème courant dans les travaux empiriques qui consiste à tester l’exogénéité partielle d’un sous ensemble de variables. Nous proposons deux nouveaux estimateurs pré-test basés sur le test de Wald qui performent mieux (en terme d’erreur quadratique moyenne) que l’estimateur IV usuel lorsque les variables instrumentales sont faibles et l’endogénéité modérée. Nous montrons également que ce test peut servir de procédure de sélection de variables instrumentales. Nous illustrons les résultats théoriques par deux applications empiriques: le modèle bien connu d’équation du salaire [Angist et Krueger (1991, 1999)] et les rendements d’échelle [Nerlove (1963)]. Nos résultats suggèrent que l’éducation de la mère expliquerait le décrochage de son fils, que l’output est une variable endogène dans l’estimation du coût de la firme et que le prix du fuel en est un instrument valide pour l’output. Le quatrième essai résout deux problèmes très importants dans la littérature économétrique. D’abord, bien que le test de Wald initial ou étendu permette de construire les régions de confiance et de tester les restrictions linéaires sur les covariances, il suppose que les paramètres du modèle sont identifiés. Lorsque l’identification est faible (instruments faiblement corrélés avec la variable à instrumenter), ce test n’est en général plus valide. Cet essai développe une procédure d’inférence robuste à l’identification (instruments faibles) qui permet de construire des régions de confiance pour la matrices de covariances entre les erreurs de la régression et les variables explicatives (possiblement endogènes). Nous fournissons les expressions analytiques des régions de confiance et caractérisons les conditions nécessaires et suffisantes sous lesquelles ils sont bornés. La procédure proposée demeure valide même pour de petits échantillons et elle est aussi asymptotiquement robuste à l’hétéroscédasticité et l’autocorrélation des erreurs. Ensuite, les résultats sont utilisés pour développer les tests d’exogénéité partielle robustes à l’identification. Les simulations Monte Carlo indiquent que ces tests contrôlent le niveau et ont de la puissance même si les instruments sont faibles. Ceci nous permet de proposer une procédure valide de sélection de variables instrumentales même s’il y a un problème d’identification. La procédure de sélection des instruments est basée sur deux nouveaux estimateurs pré-test qui combinent l’estimateur IV usuel et les estimateurs IV partiels. Nos simulations montrent que: (1) tout comme l’estimateur des moindres carrés ordinaires, les estimateurs IV partiels sont plus efficaces que l’estimateur IV usuel lorsque les instruments sont faibles et l’endogénéité modérée; (2) les estimateurs pré-test ont globalement une excellente performance comparés à l’estimateur IV usuel. Nous illustrons nos résultats théoriques par deux applications empiriques: la relation entre le taux d’ouverture et la croissance économique et le modèle de rendements à l’éducation. Dans la première application, les études antérieures ont conclu que les instruments n’étaient pas trop faibles [Dufour et Taamouti (2007)] alors qu’ils le sont fortement dans la seconde [Bound (1995), Doko et Dufour (2009)]. Conformément à nos résultats théoriques, nous trouvons les régions de confiance non bornées pour la covariance dans le cas où les instruments sont assez faibles.

A dynamic sequential route choice model for micro-simulation

Dans les études sur le transport, les modèles de choix de route décrivent la sélection par un utilisateur d’un chemin, depuis son origine jusqu’à sa destination. Plus précisément, il s’agit de trouver dans un réseau composé d’arcs et de sommets la suite d’arcs reliant deux sommets, suivant des critères donnés. Nous considérons dans le présent travail l’application de la programmation dynamique pour représenter le processus de choix, en considérant le choix d’un chemin comme une séquence de choix d’arcs. De plus, nous mettons en œuvre les techniques d’approximation en programmation dynamique afin de représenter la connaissance imparfaite de l’état réseau, en particulier pour les arcs éloignés du point actuel. Plus précisément, à chaque fois qu’un utilisateur atteint une intersection, il considère l’utilité d’un certain nombre d’arcs futurs, puis une estimation est faite pour le restant du chemin jusqu’à la destination. Le modèle de choix de route est implanté dans le cadre d’un modèle de simulation de trafic par événements discrets. Le modèle ainsi construit est testé sur un modèle de réseau routier réel afin d’étudier sa performance.

The psychophysics of decision making in a two-direction random dot motion target selection task

La tâche de kinématogramme de points aléatoires est utilisée avec le paradigme de choix forcé entre deux alternatives pour étudier les prises de décisions perceptuelles. Les modèles décisionnels supposent que les indices de mouvement pour les deux alternatives sont encodés dans le cerveau. Ainsi, la différence entre ces deux signaux est accumulée jusqu’à un seuil décisionnel. Cependant, aucune étude à ce jour n’a testé cette hypothèse avec des stimuli contenant des mouvements opposés. Ce mémoire présente les résultats de deux expériences utilisant deux nouveaux stimuli avec des indices de mouvement concurrentiels. Parmi une variété de combinaisons d’indices concurrentiels, la performance des sujets dépend de la différence nette entre les deux signaux opposés. De plus, les sujets obtiennent une performance similaire avec les deux types de stimuli. Ces résultats supportent un modèle décisionnel basé sur l’accumulation des indices de mouvement net et suggèrent que le processus décisionnel peut intégrer les signaux de mouvement à partir d’une grande gamme de directions pour obtenir un percept global de mouvement.

Cell lines and animal model in the analysis of pharmacogenomics markers in childhood acute lymphoblastic leukemia

La leucémie aiguë lymphoblastique (LAL) est le cancer pédiatrique le plus fréquent. Elle est la cause principale de mortalité liée au cancer chez les enfants due à un groupe de patient ne répondant pas au traitement. Les patients peuvent aussi souffrir de plusieurs toxicités associées à un traitement intensif de chimiothérapie. Les études en pharmacogénétique de notre groupe ont montré une corrélation tant individuelle que combinée entre les variants génétiques particuliers d’enzymes dépendantes du folate, particulièrement la dihydrofolate réductase (DHFR) ainsi que la thymidylate synthase (TS), principales cibles du méthotrexate (MTX) et le risque élevé de rechute chez les patients atteints de la LAL. En outre, des variations dans le gène ATF5 impliqué dans la régulation de l’asparagine synthetase (ASNS) sont associées à un risque plus élevé de rechute ou à une toxicité ASNase dépendante chez les patients ayant reçu de l’asparaginase d’E.coli (ASNase). Le but principal de mon projet de thèse est de comprendre davantage d’un point de vue fonctionnel, le rôle de variations génétiques dans la réponse thérapeutique chez les patients atteints de la LAL, en se concentrant sur deux composants majeurs du traitement de la LAL soit le MTX ainsi que l’ASNase. Mon objectif spécifique était d’analyser une association trouvée dans des paramètres cliniques par le biais d’essais de prolifération cellulaire de lignées cellulaires lymphoblastoïdes (LCLs, n=93) et d’un modèle murin de xénogreffe de la LAL. Une variation génétique dans le polymorphisme TS (homozygosité de l’allèle de la répétition triple 3R) ainsi que l’haplotype *1b de DHFR (défini par une combinaison particulière d’allèle dérivé de six sites polymorphiques dans le promoteur majeur et mineur de DHFR) et de leurs effets sur la sensibilité au MTX ont été évalués par le biais d’essais de prolifération cellulaire. Des essais in vitro similaires sur la réponse à l’ASNase de E. Coli ont permis d’évaluer l’effet de la variation T1562C de la région 5’UTR de ATF5 ainsi que des haplotypes particuliers du gène ASNS (définis par deux variations génétiques et arbitrairement appelés haplotype *1). Le modèle murin de xénogreffe ont été utilisé pour évaluer l’effet du génotype 3R3R du gène TS. L’analyse de polymorphismes additionnels dans le gène ASNS a révélé une diversification de l’haplotype *1 en 5 sous-types définis par deux polymorphismes (rs10486009 et rs6971012,) et corrélé avec la sensibilité in vitro à l’ASNase et l’un d’eux (rs10486009) semble particulièrement important dans la réduction de la sensibilité in vitro à l’ASNase, pouvant expliquer une sensibilité réduite de l’haplotype *1 dans des paramètres cliniques. Aucune association entre ATF5 T1562C et des essais de prolifération cellulaire en réponse à ASNase de E.Coli n’a été détectée. Nous n’avons pas détecté une association liée au génotype lors d’analyse in vitro de sensibilité au MTX. Par contre, des résultats in vivo issus de modèle murin de xénogreffe ont montré une relation entre le génotype TS 3R/3R et la résistance de manière dose-dépendante au traitement par MTX. Les résultats obtenus ont permis de fournir une explication concernant un haut risque significatif de rechute rencontré chez les patients au génotype TS 3R/3R et suggèrent que ces patients pourraient recevoir une augmentation de leur dose de MTX. À travers ces expériences, nous avons aussi démontré que les modèles murins de xénogreffe peuvent servir comme outil préclinique afin d’explorer l’option d’un traitement individualisé. En conclusion, la connaissance acquise à travers mon projet de thèse a permis de confirmer et/ou d’identifier quelques variants dans la voix d’action du MTX et de l’ASNase qui pourraient faciliter la mise en place de stratégies d’individualisation de la dose, permettant la sélection d’un traitement optimum ou moduler la thérapie basé sur la génétique individuelle.

FEATURE SELECTION AND COMPARISON OF TWO NAÏVE BAYES CLASSIFICATION METHODS IN THE CONTEXT OF SPAM FILTERING

Treating e-mail filtering as a binary text classification problem, researchers have applied several statistical learning algorithms to email corpora with promising results. This paper examines the performance of a Naive Bayes classifier using different approaches to feature selection and tokenization on different email corpora

Attentional Selection in Object Recognition

A key problem in object recognition is selection, namely, the problem of identifying regions in an image within which to start the recognition process, ideally by isolating regions that are likely to come from a single object. Such a selection mechanism has been found to be crucial in reducing the combinatorial search involved in the matching stage of object recognition. Even though selection is of help in recognition, it has largely remained unsolved because of the difficulty in isolating regions belonging to objects under complex imaging conditions involving occlusions, changing illumination, and object appearances. This thesis presents a novel approach to the selection problem by proposing a computational model of visual attentional selection as a paradigm for selection in recognition. In particular, it proposes two modes of attentional selection, namely, attracted and pay attention modes as being appropriate for data and model-driven selection in recognition. An implementation of this model has led to new ways of extracting color, texture and line group information in images, and their subsequent use in isolating areas of the scene likely to contain the model object. Among the specific results in this thesis are: a method of specifying color by perceptual color categories for fast color region segmentation and color-based localization of objects, and a result showing that the recognition of texture patterns on model objects is possible under changes in orientation and occlusions without detailed segmentation. The thesis also presents an evaluation of the proposed model by integrating with a 3D from 2D object recognition system and recording the improvement in performance. These results indicate that attentional selection can significantly overcome the computational bottleneck in object recognition, both due to a reduction in the number of features, and due to a reduction in the number of matches during recognition using the information derived during selection. Finally, these studies have revealed a surprising use of selection, namely, in the partial solution of the pose of a 3D object.

Soft budget constraints in a dynamic general equilibrium model

This paper considers an overlapping generations model in which capital investment is financed in a credit market with adverse selection. Lenders’ inability to commit ex-ante not to bailout ex-post, together with a wealthy position of entrepreneurs gives rise to the soft budget constraint syndrome, i.e. the absence of liquidation of poor performing firms on a regular basis. This problem arises endogenously as a result of the interaction between the economic behavior of agents, without relying on political economy explanations. We found the problem more binding along the business cycle, providing an explanation to creditors leniency during booms in some LatinAmerican countries in the late seventies and early nineties.

El model japonès de gestió dels recursos humans i las seva implantació a les filials japoneses de Catalunya

L'objectiu d'aquesta tesi doctoral consisteix en determinar si el model de gestió dels recursos humans de les empreses matrius japoneses es transferible a les filials japoneses de Catalunya. Per tot això després d'un estudi teòric sobre la literatura existent del model de gestió dels recursos humans japonès i la internacionalització dels recursos humans, s'ha realitzat un treball empíric mitjançant una enquesta a les filials japoneses instal.lades a Catalunya. En el qüestionari s'analitzen diferents àmbits de la gestió dels recursos humans i que constitueixen les 7 hipòtesis del nostre treball de camp basades en el model de recursos humans japonès referides a: 1- Reclutament i selecció, 2- Promoció i Rotació, 3- Lideratge, comunicació i treball en equip, 4- Motivació, clima laboral i cultura empresrial, 5- Formació i desenvolupament, 6- Avaluació de l'acompliment, y 7- Retribució i beneficis socials. Tot això ens ha indicat quina es la tendència del model japonès de recursos humans a les filials catalanes tenint en compte que estem analitzant un contexte cultural diferent a la idiosincrasia dels treballadors japonesos. El treball ens ha permés de proposar dues línies d'investigació, una a determinar en el temps i una altre en l'espai. En el temps amb la nova generació s'està produint un canvi cultural en el qual els joves japonesos intenten importar part dels valors occidentals que es veurà reflectit al llarg de 10-20 anys. I en l'espai l'aplicació de l'estudi a altres països europeus, com Anglaterra, França i Alemanya que són els principals països on els japonesos prefereixen instal.lar-se.

Feeding–Danger Trade-Offs Underlie Stopover Site Selection by Migrants

To migrate successfully, birds need to store adequate fat reserves to fuel each leg of the journey. Migrants acquire their fuel reserves at stopover sites; this often entails exposure to predators. Therefore, the safety attributes of sites may be as important as the feeding opportunities. Furthermore, site choice might depend on fuel load, with lean birds more willing to accept danger to obtain good feeding. Here, we evaluate the factors underlying stopover-site usage by migrant Western Sandpipers (Calidris mauri) on a landscape scale. We measured the food and danger attributes of 17 potential stopover sites in the Strait of Georgia and Puget Sound region. We used logistic regression models to test whether food, safety, or both were best able to predict usage of these sites by Western Sandpipers. Eight of the 17 sites were used by sandpipers on migration. Generally, sites that were high in food and safety were used, whereas sites that were low in food and safety were not. However, dangerous sites were used if there was ample food abundance, and sites with low food abundance were used if they were safe. The model including both food and safety best-predicted site usage by sandpipers. Furthermore, lean sandpipers used the most dangerous sites, whereas heavier birds (which do not need to risk feeding in dangerous locations) used safer sites. This study demonstrates that both food and danger attributes are considered by migrant birds when selecting stopover sites, thus both these attributes should be considered to prioritize and manage stopover sites for conservation.

Selection-mutation balance models with epistatic selection

We present an application of birth-and-death processes on configuration spaces to a generalized mutation4 selection balance model. The model describes the aging of population as a process of accumulation of mu5 tations in a genotype. A rigorous treatment demands that mutations correspond to points in abstract spaces. 6 Our model describes an infinite-population, infinite-sites model in continuum. The dynamical equation which 7 describes the system, is of Kimura-Maruyama type. The problem can be posed in terms of evolution of states 8 (differential equation) or, equivalently, represented in terms of Feynman-Kac formula. The questions of interest 9 are the existence of a solution, its asymptotic behavior, and properties of the limiting state. In the non-epistatic 10 case the problem was posed and solved in [Steinsaltz D., Evans S.N., Wachter K.W., Adv. Appl. Math., 2005, 11 35(1)]. In our model we consider a topological space X as the space of positions of mutations and the influence of epistatic potentials

Stochastic resonance in a nonlinear model of a rotating, stratified shear flow, with a simple stochastic inertia-gravity wave parameterization

We report on a numerical study of the impact of short, fast inertia-gravity waves on the large-scale, slowly-evolving flow with which they co-exist. A nonlinear quasi-geostrophic numerical model of a stratified shear flow is used to simulate, at reasonably high resolution, the evolution of a large-scale mode which grows due to baroclinic instability and equilibrates at finite amplitude. Ageostrophic inertia-gravity modes are filtered out of the model by construction, but their effects on the balanced flow are incorporated using a simple stochastic parameterization of the potential vorticity anomalies which they induce. The model simulates a rotating, two-layer annulus laboratory experiment, in which we recently observed systematic inertia-gravity wave generation by an evolving, large-scale flow. We find that the impact of the small-amplitude stochastic contribution to the potential vorticity tendency, on the model balanced flow, is generally small, as expected. In certain circumstances, however, the parameterized fast waves can exert a dominant influence. In a flow which is baroclinically-unstable to a range of zonal wavenumbers, and in which there is a close match between the growth rates of the multiple modes, the stochastic waves can strongly affect wavenumber selection. This is illustrated by a flow in which the parameterized fast modes dramatically re-partition the probability-density function for equilibrated large-scale zonal wavenumber. In a second case study, the stochastic perturbations are shown to force spontaneous wavenumber transitions in the large-scale flow, which do not occur in their absence. These phenomena are due to a stochastic resonance effect. They add to the evidence that deterministic parameterizations in general circulation models, of subgrid-scale processes such as gravity wave drag, cannot always adequately capture the full details of the nonlinear interaction.

Bias from farmer self-selection in genetically modified crop productivity estimates: Evidence from Indian data

In the continuing debate over the impact of genetically modified (GM) crops on farmers of developing countries, it is important to accurately measure magnitudes such as farm-level yield gains from GM crop adoption. Yet most farm-level studies in the literature do not control for farmer self-selection, a potentially important source of bias in such estimates. We use farm-level panel data from Indian cotton farmers to investigate the yield effect of GM insect-resistant cotton. We explicitly take into account the fact that the choice of crop variety is an endogenous variable which might lead to bias from self-selection. A production function is estimated using a fixed-effects model to control for selection bias. Our results show that efficient farmers adopt Bacillus thuringiensis (Bt) cotton at a higher rate than their less efficient peers. This suggests that cross-sectional estimates of the yield effect of Bt cotton, which do not control for self-selection effects, are likely to be biased upwards. However, after controlling for selection bias, we still find that there is a significant positive yield effect from adoption of Bt cotton that more than offsets the additional cost of Bt seed.

Modelling habitat selection and distribution of the critically endangered Jerdon's courser Rhinoptilus bitorquatus in scrub jungle: an application of a new tracking method

1. Jerdon's courser Rhinoptilus bitorquatus is a nocturnally active cursorial bird that is only known to occur in a small area of scrub jungle in Andhra Pradesh, India, and is listed as critically endangered by the IUCN. Information on its habitat requirements is needed urgently to underpin conservation measures. We quantified the habitat features that correlated with the use of different areas of scrub jungle by Jerdon's coursers, and developed a model to map potentially suitable habitat over large areas from satellite imagery and facilitate the design of surveys of Jerdon's courser distribution. 2. We used 11 arrays of 5-m long tracking strips consisting of smoothed fine soil to detect the footprints of Jerdon's coursers, and measured tracking rates (tracking events per strip night). We counted the number of bushes and trees, and described other attributes of vegetation and substrate in a 10-m square plot centred on each strip. We obtained reflectance data from Landsat 7 satellite imagery for the pixel within which each strip lay. 3. We used logistic regression models to describe the relationship between tracking rate by Jerdon's coursers and characteristics of the habitat around the strips, using ground-based survey data and satellite imagery. 4. Jerdon's coursers were most likely to occur where the density of large (>2 m tall) bushes was in the range 300-700 ha(-1) and where the density of smaller bushes was less than 1000 ha(-1). This habitat was detectable using satellite imagery. 5. Synthesis and applications. The occurrence of Jerdon's courser is strongly correlated with the density of bushes and trees, and is in turn affected by grazing with domestic livestock, woodcutting and mechanical clearance of bushes to create pasture, orchards and farmland. It is likely that there is an optimal level of grazing and woodcutting that would maintain or create suitable conditions for the species. Knowledge of the species' distribution is incomplete and there is considerable pressure from human use of apparently suitable habitats. Hence, distribution mapping is a high conservation priority. A two-step procedure is proposed, involving the use of ground surveys of bush density to calibrate satellite image-based mapping of potential habitat. These maps could then be used to select priority areas for Jerdon's courser surveys. The use of tracking strips to study habitat selection and distribution has potential in studies of other scarce and secretive species.

The physical properties of the atmosphere in the new Hadley Centre Global Environmental Model (HadGEM1). Part II: Aspects of variability and regional climate

The performance of the atmospheric component of the new Hadley Centre Global Environmental Model (HadGEM1) is assessed in terms of its ability to represent a selection of key aspects of variability in the Tropics and extratropics. These include midlatitude storm tracks and blocking activity, synoptic variability over Europe, and the North Atlantic Oscillation together with tropical convection, the Madden-Julian oscillation, and the Asian summer monsoon. Comparisons with the previous model, the Third Hadley Centre Coupled Ocean-Atmosphere GCM (HadCM3), demonstrate that there has been a considerable increase in the transient eddy kinetic energy (EKE), bringing HadGEM1 into closer agreement with current reanalyses. This increase in EKE results from the increased horizontal resolution and, in combination with the improved physical parameterizations, leads to improvements in the representation of Northern Hemisphere storm tracks and blocking. The simulation of synoptic weather regimes over Europe is also greatly improved compared to HadCM3, again due to both increased resolution and other model developments. The variability of convection in the equatorial region is generally stronger and closer to observations than in HadCM3. There is, however, still limited convective variance coincident with several of the observed equatorial wave modes. Simulation of the Madden-Julian oscillation is improved in HadGEM1: both the activity and interannual variability are increased and the eastward propagation, although slower than observed, is much better simulated. While some aspects of the climatology of the Asian summer monsoon are improved in HadGEM1, the upper-level winds are too weak and the simulation of precipitation deteriorates. The dominant modes of monsoon interannual variability are similar in the two models, although in HadCM3 this is linked to SST forcing, while in HadGEM1 internal variability dominates. Overall, analysis of the phenomena considered here indicates that HadGEM1 performs well and, in many important respects, improves upon HadCM3. Together with the improved representation of the mean climate, this improvement in the simulation of atmospheric variability suggests that HadGEM1 provides a sound basis for future studies of climate and climate change.

Simulating current global river runoff with a global hydrological model: model revisions, validation, and sensitivity analysis

Global hydrological models (GHMs) model the land surface hydrologic dynamics of continental-scale river basins. Here we describe one such GHM, the Macro-scale - Probability-Distributed Moisture model.09 (Mac-PDM.09). The model has undergone a number of revisions since it was last applied in the hydrological literature. This paper serves to provide a detailed description of the latest version of the model. The main revisions include the following: (1) the ability for the model to be run for n repetitions, which provides more robust estimates of extreme hydrological behaviour, (2) the ability of the model to use a gridded field of coefficient of variation (CV) of daily rainfall for the stochastic disaggregation of monthly precipitation to daily precipitation, and (3) the model can now be forced with daily input climate data as well as monthly input climate data. We demonstrate the effects that each of these three revisions has on simulated runoff relative to before the revisions were applied. Importantly, we show that when Mac-PDM.09 is forced with monthly input data, it results in a negative runoff bias relative to when daily forcings are applied, for regions of the globe where the day-to-day variability in relative humidity is high. The runoff bias can be up to - 80% for a small selection of catchments but the absolute magnitude of the bias may be small. As such, we recommend future applications of Mac-PDM.09 that use monthly climate forcings acknowledge the bias as a limitation of the model. The performance of Mac-PDM.09 is evaluated by validating simulated runoff against observed runoff for 50 catchments. We also present a sensitivity analysis that demonstrates that simulated runoff is considerably more sensitive to method of PE calculation than to perturbations in soil moisture and field capacity parameters.