Convergence feedback and unstable low frequency oscillations in a simple coupled ocean‐atmosphere model

The role of convergence feedback on the stability of a coupled ocean‐atmosphere system is studied using model III of Hirst (1986). It is shown that the unstable coupled mode found by Hirst is greatly modified by the convergence feedback. If the convergence feedback strength exceeds a critical value, several new unstable intraseasonal modes are also introduced. These modes have very weak dependence on the wave number. These results may explain the behaviour of some coupled models and to some extent provide a mechanism for the observed aperiodicity of the El‐Nino and Southern Oscillation (ENSO) events.

Presence of dark energy and dark matter: does cosmic acceleration signifies a weak gravitational collapse?

In this work the collapsing process of a spherically symmetric star, made of dust cloud, in the background of dark energy is studied for two different gravity theories separately, i.e., DGP Brane gravity and Loop Quantum gravity. Two types of dark energy fluids, namely, Modified Chaplygin gas and Generalised Cosmic Chaplygin gas are considered for each model. Graphs are drawn to characterize the nature and the probable outcome of gravitational collapse. A comparative study is done between the collapsing process in the two different gravity theories. It is found that in case of dark matter, there is a great possibility of collapse and consequent formation of Black hole. In case of dark energy possibility of collapse is far lesser compared to the other cases, due to the large negative pressure of dark energy component. There is an increase in mass of the cloud in case of dark matter collapse due to matter accumulation. The mass decreases considerably in case of dark energy due to dark energy accretion on the cloud. In case of collapse with a combination of dark energy and dark matter, it is found that in the absence of interaction there is a far better possibility of formation of black hole in DGP brane model compared to Loop quantum cosmology model.

Elastic thickness structure of the Andaman subduction zone: Implications for convergence of the Ninetyeast Ridge

We use the Bouguer coherence (Morlet isostatic response function) technique to compute the spatial variation of effective elastic thickness (T-e) of the Andaman subduction zone. The recovered T-e map resolves regional-scale features that correlate well with known surface structures of the subducting Indian plate and the overriding Burma plate. The major structure on the India plate, the Ninetyeast Ridge (NER), exhibits a weak mechanical strength, which is consistent with the expected signature of an oceanic ridge of hotspot origin. However, a markedly low strength (0< T-e <3 km) in that region, where the NER is close to the Andaman trench (north of 10 N), receives our main attention in this study. The subduction geometry derived from the Bouguer gravity forward modeling suggests that the NER has indented beneath the Andaman arc. We infer that the bending stresses of the viscous plate, which were reinforced within the subducting oceanic plate as a result of the partial subduction of the NER buoyant load, have reduced the lithospheric strength. The correlation, T-e < T-s (seismogenic thickness) reveals that the upper crust is actively deforming beneath the frontal arc Andaman region. The occurrence of normal-fault earthquakes in the frontal arc, low Te zone, is indicative of structural heterogeneities within the subducting plate. The fact that the NER along with its buoyant root is subducting under the Andaman region is inhibiting the subduction processes, as suggested by the changes in trench line, interrupted back-arc volcanism, variation in seismicity mechanism, slow subduction, etc. The low T-e and thinned crustal structure of the Andaman back-arc basin are attributed to a thermomechanically weakened lithosphere. The present study reveals that the ongoing back-arc spreading and strike-slip motion along the West Andaman Fault coupled with the ridge subduction exerts an important control on the frequency and magnitude of seismicity in the Andaman region. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Results on proximal and generalized weak proximal contractions including the case of iteration-dependent range sets

This paper presents some further results on proximal and asymptotic proximal contractions and on a class of generalized weak proximal contractions in metric spaces. The generalizations are stated for non-self-mappings of the forms for and , or , subject to and , such that converges uniformly to T, and the distances are iteration-dependent, where , , and are non-empty subsets of X, for , where is a metric space, provided that the set-theoretic limit of the sequences of closed sets and exist as and that the countable infinite unions of the closed sets are closed. The convergence of the sequences in the domain and the image sets of the non-self-mapping, as well as the existence and uniqueness of the best proximity points, are also investigated if the metric space is complete. Two application examples are also given, being concerned, respectively, with the solutions through pseudo-inverses of both compatible and incompatible linear algebraic systems and with the parametrical

Quantitative convergence analysis of multi-agent systems

We introduce a characterization of contraction for bounded convex sets. For discrete-time multi-agent systems we provide an explicit upperbound on the rate of convergence to a consensus under the assumptions of contractiveness and (weak) connectedness (across an interval.) Convergence is shown to be exponential when either the system or the function characterizing the contraction is linear. Copyright © 2007 IFAC.

The effect of the scalar-isovector meson field on hyperon-rich neutron star matter

We investigate the effect of the calar-isovector delta-meson field on the equation of state (EOS) and composition of hyperonic neutron star matter, and the properties of hyperonic neutron stars within the frame work of the relativistic mean field theory. The influence of the delta-field turns out to be quite different and generally weaker for hyperonic neutron star matter as compared to that for npe mu neutron star matter. We find that inclusion of the delta-field enhances the strangeness content slightly and consequently moderately softens the EOS of neutron star matter in its hyperonic phase. As for the composition of hyperonic star matter, the effect of the delta-field is shown to shift the onset of the negatively-charged (positively-charged) hyperons to slightly lower (higher) densities and to enhance (reduce) their abundances. The influence of the delta-field on the maximum mass of hyperonic neutron stars is found to be fairly weak, where as inclusion of the delta-field turns out to enhance sizably both the radii and the moments of inertia of neutron stars with given masses. It is also shown that the effects of the delta-field on the properties of hyperonic neutron stars remain similar in the case of switching off the Sigma hyperons.

A Monte Carlo simulation for the micellization of ABC 3-miktoarm star terpolymers in a selective solvent

We have used Monte Carlo simulation to study the micellization of ABC 3-miktoarm star terpolymers in a selective solvent (good to A segment, bad to B and C segments). The simulation results reveal that the self-assembled morphology is determined by the block length, molecular architecture, terpolymer concentration and insolubility of insoluble block in the solvent. In dilute solution, symmetric terpolymers (N-B = N-C = 30) tend to aggregate into a novel wormlike pearl-necklace structure linked by an alternating arrangement of B and C spheres, whereas the asymmetric terpolymers (NB = 10, NC = 50) are likely to aggregate into spherical or cylindrical micelles (formed by C blocks) connected with some small B spheres, when the concentration of terpolymer is relatively low (chain number is 100). However, when the concentration of terpolymer is relatively high (chain number is 250), the symmetric terpolymers tend to aggregate into a netlike structure linked by an alternation of B and C spheres, whereas the asymmetric terpolymers are likely to aggregate into wormlike micelles (formed by C blocks) connected with some of small spheres (formed by B blocks). Moreover, when the insolubility of insoluble block in the solvent is weak, the insoluble blocks aggregate into some incompact micelles.

Convergence of numerical time-averaging and stationary measures via Poisson equations

Numerical approximation of the long time behavior of a stochastic di.erential equation (SDE) is considered. Error estimates for time-averaging estimators are obtained and then used to show that the stationary behavior of the numerical method converges to that of the SDE. The error analysis is based on using an associated Poisson equation for the underlying SDE. The main advantages of this approach are its simplicity and universality. It works equally well for a range of explicit and implicit schemes, including those with simple simulation of random variables, and for hypoelliptic SDEs. To simplify the exposition, we consider only the case where the state space of the SDE is a torus, and we study only smooth test functions. However, we anticipate that the approach can be applied more widely. An analogy between our approach and Stein's method is indicated. Some practical implications of the results are discussed. Copyright © by SIAM. Unauthorized reproduction of this article is prohibited.

Australia Telescope Compact Array 1.2cm Observations of the Massive Star Forming Region G305.2+0.2

We report on Australia Telescope Compact Array observations of the massive star-forming region G305.2+0.2 at 1.2 cm. We detected emission in five molecules towards G305A, confirming its hot core nature. We determined a rotational temperature of 26 K for methanol. A non-local thermodynamic equilibrium excitation calculation suggests a kinematic temperature of the order of 200 K. A time-dependent chemical model is also used to model the gas-phase chemistry of the hot core associated with G305A. A comparison with the observations suggest an age of between 2 × 104 and 1.5 × 105 yr. We also report on a feature to the south-east of G305A which may show weak Class I methanol maser emission in the line at 24.933 GHz. The more evolved source G305B does not show emission in any of the line tracers, but strong Class I methanol maser emission at 24.933 GHz is found 3 arcsec to the east. Radio continuum emission at 18.496 GHz is detected towards two H ii regions. The implications of the non-detection of radio continuum emission towards G305A and G305B are also discussed.

WASP-24 b: A New Transiting Close-in Hot Jupiter Orbiting a Late F-star

We report the discovery of a new transiting close-in giant planet, WASP-24 b, in a 2.341 day orbit, 0.037 AU from its F8-9 type host star. By matching the star's spectrum with theoretical models, we infer an effective temperature T eff = 6075 ± 100 K and a surface gravity of log g = 4.15 ± 0.10. A comparison of these parameters with theoretical isochrones and evolutionary mass tracks places only weak constraints on the age of the host star, which we estimate to be 3.8+1.3 –1.2 Gyr. The planetary nature of the companion was confirmed by radial velocity measurements and additional photometric observations. These data were fit simultaneously in order to determine the most probable parameter set for the system, from which we infer a planetary mass of 1.071+0.036 –0.038 M Jup and radius 1.3+0.039 –0.037 R Jup.

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.

Convergence Rates of Approximation by Translates

In this paper we consider the problem of approximating a function belonging to some funtion space Φ by a linear comination of n translates of a given function G. Ussing a lemma by Jones (1990) and Barron (1991) we show that it is possible to define function spaces and functions G for which the rate of convergence to zero of the erro is 0(1/n) in any number of dimensions. The apparent avoidance of the "curse of dimensionality" is due to the fact that these function spaces are more and more constrained as the dimension increases. Examples include spaces of the Sobolev tpe, in which the number of weak derivatives is required to be larger than the number of dimensions. We give results both for approximation in the L2 norm and in the Lc norm. The interesting feature of these results is that, thanks to the constructive nature of Jones" and Barron"s lemma, an iterative procedure is defined that can achieve this rate.

Stability results for the time-harmonic Maxwell equations with impedance boundary conditions

We consider the time-harmonic Maxwell equations with constant coefficients in a bounded, uniformly star-shaped polyhedron. We prove wavenumber-explicit norm bounds for weak solutions. This result is pivotal for convergence proofs in numerical analysis and may be a tool in the analysis of electromagnetic boundary integral operators.

Screening for convergence insufficiency using the CISS is not indicated in young adults

Aim This paper presents Convergence Insufficiency Symptom Survey (CISS) and orthoptic findings in a sample of typical young adults who considered themselves to have normal eyesight apart from weak spectacles. Methods The CISS questionnaire was administered,followed by a full orthoptic evaluation, to 167 university undergraduate and postgraduate students during the recruitment phase of another study. The primary criterion for recruitment to this study was that participants‘feltthey had normal eyesight'. A CISS score of ≥21 was used to define‘significant’symptoms, and convergence insufficiency (CI) was defined as convergence≥8cm from the nose with a fusion range <15Δ base-out with small or no exophoria. Results The group mean CISS score was 15.4. In all, 17(10%) of the participants were diagnosed with CI, but 11(65%) of these did not have significant symptoms. 41(25%) participants returned a‘high’CISS score of ≥21 but only 6 (15%) of these had genuine CI. Sensitivity of the CISS to detect CI in this asymptomatic sample was 38%; specificity 77%; positive predictive value 15%; and negative predictive value 92%. The area under a receiver operating characteristic curve was 0.596 (95% CI 0.46 to 0.73). Conclusions‘Visual symptoms’are common in young adults, but often not related to any clinical defect, while true CI may be asymptomatic. This study suggests that screening for CI is not indicated

Conditioning of the weak-constraint variational data assimilation problem for numerical weather prediction

4-Dimensional Variational Data Assimilation (4DVAR) assimilates observations through the minimisation of a least-squares objective function, which is constrained by the model flow. We refer to 4DVAR as strong-constraint 4DVAR (sc4DVAR) in this thesis as it assumes the model is perfect. Relaxing this assumption gives rise to weak-constraint 4DVAR (wc4DVAR), leading to a different minimisation problem with more degrees of freedom. We consider two wc4DVAR formulations in this thesis, the model error formulation and state estimation formulation. The 4DVAR objective function is traditionally solved using gradient-based iterative methods. The principle method used in Numerical Weather Prediction today is the Gauss-Newton approach. This method introduces a linearised `inner-loop' objective function, which upon convergence, updates the solution of the non-linear `outer-loop' objective function. This requires many evaluations of the objective function and its gradient, which emphasises the importance of the Hessian. The eigenvalues and eigenvectors of the Hessian provide insight into the degree of convexity of the objective function, while also indicating the difficulty one may encounter while iterative solving 4DVAR. The condition number of the Hessian is an appropriate measure for the sensitivity of the problem to input data. The condition number can also indicate the rate of convergence and solution accuracy of the minimisation algorithm. This thesis investigates the sensitivity of the solution process minimising both wc4DVAR objective functions to the internal assimilation parameters composing the problem. We gain insight into these sensitivities by bounding the condition number of the Hessians of both objective functions. We also precondition the model error objective function and show improved convergence. We show that both formulations' sensitivities are related to error variance balance, assimilation window length and correlation length-scales using the bounds. We further demonstrate this through numerical experiments on the condition number and data assimilation experiments using linear and non-linear chaotic toy models.