A model of dynamic liquidity contracts

I study long-term financial contracts between lenders and borrowers in the absence of perfect enforceability and when both parties are credit constrained. Borrowers repeatedly have projects to undertake and need external financing. Lenders can commit to contractual agreements whereas borrowers can renege any period. I show that equilibrium contracts feature interesting dynamics: the economy exhibits efficient investment cycles; absence of perfect enforcement and shortage of capital skew the cycles toward states of liquidity drought; credit is rationed if either the lender has too little capital or if the borrower has too little collateral. This paper's technical contribution is its demonstration of the existence and characterization of financial contracts that are solutions to a non-convex dynamic programming problem.

Revisiting optimization algorithms for maximum likelihood estimation

Parmi les méthodes d’estimation de paramètres de loi de probabilité en statistique, le maximum de vraisemblance est une des techniques les plus populaires, comme, sous des conditions l´egères, les estimateurs ainsi produits sont consistants et asymptotiquement efficaces. Les problèmes de maximum de vraisemblance peuvent être traités comme des problèmes de programmation non linéaires, éventuellement non convexe, pour lesquels deux grandes classes de méthodes de résolution sont les techniques de région de confiance et les méthodes de recherche linéaire. En outre, il est possible d’exploiter la structure de ces problèmes pour tenter d’accélerer la convergence de ces méthodes, sous certaines hypothèses. Dans ce travail, nous revisitons certaines approches classiques ou récemment d´eveloppées en optimisation non linéaire, dans le contexte particulier de l’estimation de maximum de vraisemblance. Nous développons également de nouveaux algorithmes pour résoudre ce problème, reconsidérant différentes techniques d’approximation de hessiens, et proposons de nouvelles méthodes de calcul de pas, en particulier dans le cadre des algorithmes de recherche linéaire. Il s’agit notamment d’algorithmes nous permettant de changer d’approximation de hessien et d’adapter la longueur du pas dans une direction de recherche fixée. Finalement, nous évaluons l’efficacité numérique des méthodes proposées dans le cadre de l’estimation de modèles de choix discrets, en particulier les modèles logit mélangés.

Development of Hierarchical Clustering Techniques for Gridded Data from Mixed Data Sequences

Knowledge discovery in databases is the non-trivial process of identifying valid, novel potentially useful and ultimately understandable patterns from data. The term Data mining refers to the process which does the exploratory analysis on the data and builds some model on the data. To infer patterns from data, data mining involves different approaches like association rule mining, classification techniques or clustering techniques. Among the many data mining techniques, clustering plays a major role, since it helps to group the related data for assessing properties and drawing conclusions. Most of the clustering algorithms act on a dataset with uniform format, since the similarity or dissimilarity between the data points is a significant factor in finding out the clusters. If a dataset consists of mixed attributes, i.e. a combination of numerical and categorical variables, a preferred approach is to convert different formats into a uniform format. The research study explores the various techniques to convert the mixed data sets to a numerical equivalent, so as to make it equipped for applying the statistical and similar algorithms. The results of clustering mixed category data after conversion to numeric data type have been demonstrated using a crime data set. The thesis also proposes an extension to the well known algorithm for handling mixed data types, to deal with data sets having only categorical data. The proposed conversion has been validated on a data set corresponding to breast cancer. Moreover, another issue with the clustering process is the visualization of output. Different geometric techniques like scatter plot, or projection plots are available, but none of the techniques display the result projecting the whole database but rather demonstrate attribute-pair wise analysis

A mixed H2/H∞-based semiactive control for vibration mitigation in flexible structures

In this paper, we address this problem through the design of a semiactive controller based on the mixed H2/H∞ control theory. The vibrations caused by the seismic motions are mitigated by a semiactive damper installed in the bottom of the structure. It is meant by semiactive damper, a device that absorbs but cannot inject energy into the system. Sufficient conditions for the design of a desired control are given in terms of linear matrix inequalities (LMIs). A controller that guarantees asymptotic stability and a mixed H2/H∞ performance is then developed. An algorithm is proposed to handle the semiactive nature of the actuator. The performance of the controller is experimentally evaluated in a real-time hybrid testing facility that consists of a physical specimen (a small-scale magnetorheological damper) and a numerical model (a large-scale three-story building)

Cap a un model per interpretar i facilitar l'aprendre: estratègies i recursos per a la reflexió-acció en i des de la pràctica

1.- L'enquadrament d'aquest treball de recerca s'ha fet en i des de la praxis. EI que interessa és descobrir i proposar instruments pedagògics d'ajuda, assequibles i contextualitzats, especialment en el terreny de la comunicació i la interacció Educador-Educand. La metodologia que s'ha fet servir és de caire qualitatiu, etnogràfic, en un enfocament basat en la investigació-acció. La visió de la persona és volgudament holística; els sentiments, els significats, I' orientació personal, I' autodirecció. esdevenen elements centrals. La hipòtesi de treball, en la qual es fonamenta la recerca, podria formular-se així: 'En la pràctica, els Educadors, d'una forma més o menys reflexiva, perceben i interpreten el procés d'aprendre dels Educands; hi intervenen, el mediatitzen; n'avaluen la direcció i l'encert". A partir d'aquest supòsit, l'investigador veu convenient donar resposta a tres qüestions centrals: A) Com comprenem i interpretem els Educadors el procés d'aprendre dels Educands?; B) Quin tipus d'intervenció resultarà adient per promoure i/o facilitar l'aprendre?; C) Amb quins instruments i estratègies comptem per ajudar pedagògicament? 2.- Per llegir l'aprendre, l'investigador fa ús d'un model mental, indispensable per ordenar les dades de l'experiència. Convé, per tant, explicitar-lo, fer-ne ciència, coneixement compartit. En aquesta direcció de treball se li plantegen dos tipus d'interrogants: A) Quins són els elements comuns a qualsevol experiència d'aprenentatge?; Quina mena d'activitat o experiència personal desenvolupen tots els Educands; i B) Com es manifesta aquesta experiència? Amb quins indicadors? Quina mena de "text" llegeix l'Educador per orientar la seva intervenció d'ajuda? 3.- L'aprenentatge. en aquest treball, és considerat per l'investigador com la resultant de tres processos personals: el posicionament, l'estratègia i l'avaluació. Quan l'Educador vol compartir amb l'Educand el seu procés idiosincràtic d'aprendre, procura reconstruir amb ell aquestes tres accions bàsiques: A) Com es posiciona: què tem o desitja, què creu, què espera, quines expectatives viu, com es motiva? B) Quines són les seves pautes d'actuació: com treballa, com memoritza, com recupera la informació que té a la memòria, què fa davant d'un problema... ? C) Què busca; què és important per a ella; què pretén... ? 4.- Davant la complexitat dels missatges emesos per l'Educand l'investigador opta per llegir tres tipus de "textos": els productes i els resultats; les conductes; i els missatges parlats. Entre tots tres, pensa, podrà trobar elements i indicadors adequats per fonamentar, sempre hipotèticament, la seva actuació pedagògica. 5.- Procura sobretot detectar i fer existir els èxits, aquells productes i/o resultats que l'Educand troba valuosos, per tal d'ajudar-lo a prendre consciència dels seu repertori personal d'estratègies i capacitats. En aquest àmbit es proposen tres actituds o enfocaments del treball d'ajuda: A) El primer fa referència a la presa de consciència de l'estratègia personal, que s'amaga darrera el producte valorat. B) El segon apunta cap al respecte per l'estratègia que cadascú executa i, per tant, li és familiar. L'Educand la necessita. Es la seva. Es troba en la seva experiència, encara que no necessàriament existeixi en la seva construcció conscient. C) El tercer ,el duu a valorar l'estratègia d'acord amb les finalitats de l'Educand. La seva adequació es legitima pel que es proposa. Partim del supòsit que tota conducta es troba dirigida per un propòsit a vegades difícil de copsar i no sempre recomanable per a l'Educand. 6.- La conducta percebuda de l'Educand és entesa com un missatge, un conjunt d'indicadors de la seva activitat contextualitzada, interna i externa; missatge que, en relació amb altres, com els productes i les verbalitzacions, manifesta fragments dels seus significats, projectes, estratègies, valors. Es fa un èmfasi especial en les conductes "internes", els gestos mentals, l'acció interior, tramesa per mitja de microcomportaments sovint no conscient, i certificada per mitjà de la verbalització del viscut. 7.- Parlar amb l'Educand suposa dues menes d'accions: escoltar i emetre. Escoltem per comprendre; emetem per perfilar la comprensió i també per ajudar. En l'emissió, el missatge pedagògic té dues funcions: a) rellançar i orientar el pensament i l'autoexploració de l'Educand; i b) influir per tal que desenvolupi amb èxit el seu projecte d'aprendre. Interessa d'una manera especial ajudar a integrar en la consciència de l'Educand aquests elements de la seva experiència que poden facilitar-li l'adquisició del coneixement. I entenem que, en aquesta empresa, la paraula i la interacció verbal poden tenir-hi un joc important. Per aquesta raó s'ha considerat necessari oferir un model d'anàlisi de la interacció i els missatges verbals. 8.- "Les persones aprenen sempre, amb recursos, processos i sistemes de valoració idiosincràtics, per fa qual cosa la seva orientació en el context esdevé un referent central en el disseny de l'ajuda pedagògica i en la seva avaluació". Aquesta és la hipòtesi de sortida per dissenyar la intervenció pedagògica. Tothom aprèn, inevitablement; la qüestió és quina cosa està aprenent i de quina manera els seus resultats d'ara són mediatitzats per l'experiència passada i, alhora, condicionen el seu aprendre futur. L'aprenent es posiciona, anticipa el procés d' aprendre, valora la seva. capacitat per desenvolupar-lo amb èxit, es motiva en una determinada direcció, d'acord amb la seva experiència, els seus aprenentatges anteriors. Executa estratègies, mostra un tipus d'intel·ligència, una forma personal de processar la informació. Pretén quelcom. És un sistema obert en relació amb el medi: hi ha uns valors que dirigeixen la seva presa de decisions. Utilitza uns criteris propis, una gamma personal d'opcions conscients. Avalua el que fa, el resultat que obté i la seva capacitat personal. 9.- L'ajuda pedagògica que I' autor proposa s'encamina sobretot a facilitar en l'Educand la descoberta dels seus propis recursos. Es tracta de portar-lo cap a la consideració atenta de la seva pròpia experiència, per amplificar-la i fer-la existir com a recurs conscient . Ha dibuixat i experimentat tres conjunts d'intervenció cadascun enfocat vers un àmbit de l'experiència d'aprendre, el qual col·loca com a prioritari, sense oblidar qualsevol dels altres que pugui ser rellevant, per comprendre o ajudar. A) Intervenció sobre el posicionament. En aquest àmbit enfoca l'estil de motivació que executa l'Educand, mira de corregir-lo, si cal, a partir de l'anàlisi i la comprensió de les seves formes de motivar-se quan ell viu l'èxit. Treballa proposant objectius paradoxals de fracàs gairebé impossible, buscant l'assoliment de petits èxits, potser aparentment insignificants, però estratègics; prescriu l'automatisme, per modificar-lo si l'Educand ho desitja; comprova el procés d'anticipació de I' experiència que l'aprenent es construeix per orientar-se; l'ajuda a contextualitzar anticipació i a fer ús dels seus Ilenguatges interns més eficaços i còmodes;... B) Intervenció sobre les estratègies i processos. En un segon enfocament, no necessàriament posterior al descrit, considera les estratègies de I'Educand, també a partir dels seus encerts i èxits. Mira de portar-lo cap a fa descripció i presa de consciència de les seves maneres de fer mes còmodes i segures, les que lliguen amb les seves preferències cerebrals. Quan viu dificultats, el convida a explorar les excepcions, els moments en els quals les seves realitzacions són satisfactòries. Pretén sobretot modificar les seves creences limitants, posant-lo en conflicte amb els fets de l'experiència. A vegades, caldrà facilitar l'adquisició d'estratègies i procediments nous que l'Educand considera plausibles. Es tracta específicament de fer existir opcions noves d'actuació per tal d'assolir allò que vol i/o necessita. C) Intervenció sobre el sistema de valors de l'Educand. L'Educand viu uns valors, els quals expliquen el seu món intern les conductes que realitza i els resultats que obté. Aquest àmbit és col·locat, en el model, al centre del procés d'aprendre. Hom actua amb propòsits determinats, no necessariament conscients. L'obertura de la persona a l'experiència d'aprendre es dirigeix segons criteris i valors irrenunciables. 10.- L 'Educador procura compartir els objectius de l'Educand i els seus projectes per assolir-los; vol tanmateix que se'n faci coneixedor i director responsable. Per a això li convé preguntar-se per quina mena d'experiència està desenvolupant i quin sentit ecològic te per a ell. L'Educador, el seu model del món, la seva persona, està compromès en el procés d'ajuda. No és només un tècnic que aplica recursos objectius. El seu model de comunicació, el seu pensament, les seves expectatives i anticipacions, tenen un pes considerable en el tipus d'intervenció pedagògica que durà a terme i, d'escreix, en el tipus d' aprenentatge que facilita. En la intervenció, l'Educador parteix d'una avaluació intencionadament positiva, centrada en els recursos i les solucions, en la metacognició i l'autoregulació dels processos, a partir de premisses que pressuposen l'èxit personal.

Variable mixed-mode delamination in composite laminates under fatigue conditions: testing & analysis

La majoria de les fallades en elements estructurals són degudes a càrrega per fatiga. En conseqüència, la fatiga mecànica és un factor clau per al disseny d'elements mecànics. En el cas de materials compòsits laminats, el procés de fallada per fatiga inclou diferents mecanismes de dany que resulten en la degradació del material. Un dels mecanismes de dany més importants és la delaminació entre capes del laminat. En el cas de components aeronàutics, les plaques de composit estan exposades a impactes i les delaminacions apareixen facilment en un laminat després d'un impacte. Molts components fets de compòsit tenen formes corbes, superposició de capes i capes amb diferents orientacions que fan que la delaminació es propagui en un mode mixt que depen de la grandària de la delaminació. És a dir, les delaminacions generalment es propaguen en mode mixt variable. És per això que és important desenvolupar nous mètodes per caracteritzar el creixement subcrític en mode mixt per fatiga de les delaminacions. El principal objectiu d'aquest treball és la caracterització del creixement en mode mixt variable de les delaminacions en compòsits laminats per efecte de càrregues a fatiga. Amb aquest fi, es proposa un nou model per al creixement per fatiga de la delaminació en mode mixt. Contràriament als models ja existents, el model que es proposa es formula d'acord a la variació no-monotònica dels paràmetres de propagació amb el mode mixt observada en diferents resultats experimentals. A més, es du a terme un anàlisi de l'assaig mixed-mode end load split (MMELS), la característica més important del qual és la variació del mode mixt a mesura que la delaminació creix. Per a aquest anàlisi, es tenen em compte dos mètodes teòrics presents en la literatura. No obstant, les expressions resultants per l'assaig MMELS no són equivalents i les diferències entre els dos mètodes poden ser importants, fins a 50 vegades. Per aquest motiu, en aquest treball es porta a terme un anàlisi alternatiu més acurat del MMELS per tal d'establir una comparació. Aquest anàlisi alternatiu es basa en el mètode dels elements finits i virtual crack closure technique (VCCT). D'aquest anàlisi en resulten importants aspectes a considerar per a la bona caracterització de materials utilitzant l'assaig MMELS. Durant l'estudi s'ha dissenyat i construït un utillatge per l'assaig MMELS. Per a la caracterització experimental de la propagació per fatiga de delaminacions en mode mixt variable s'utilitzen diferents provetes de laminats carboni/epoxy essencialment unidireccionals. També es du a terme un anàlisi fractogràfic d'algunes de les superfícies de fractura per delaminació. Els resultats experimentals són comparats amb les prediccions del model proposat per la propagació per fatiga d'esquerdes interlaminars.

The counter-propagating Rossby-wave perspective on baroclinic instability. II: Application to the Charney model

The constant-density Charney model describes the simplest unstable basic state with a planetary-vorticity gradient, which is uniform and positive, and baroclinicity that is manifest as a negative contribution to the potential-vorticity (PV) gradient at the ground and positive vertical wind shear. Together, these ingredients satisfy the necessary conditions for baroclinic instability. In Part I it was shown how baroclinic growth on a general zonal basic state can be viewed as the interaction of pairs of ‘counter-propagating Rossby waves’ (CRWs) that can be constructed from a growing normal mode and its decaying complex conjugate. In this paper the normal-mode solutions for the Charney model are studied from the CRW perspective. Clear parallels can be drawn between the most unstable modes of the Charney model and the Eady model, in which the CRWs can be derived independently of the normal modes. However, the dispersion curves for the two models are very different; the Eady model has a short-wave cut-off, while the Charney model is unstable at short wavelengths. Beyond its maximum growth rate the Charney model has a neutral point at finite wavelength (r=1). Thereafter follows a succession of unstable branches, each with weaker growth than the last, separated by neutral points at integer r—the so-called ‘Green branches’. A separate branch of westward-propagating neutral modes also originates from each neutral point. By approximating the lower CRW as a Rossby edge wave and the upper CRW structure as a single PV peak with a spread proportional to the Rossby scale height, the main features of the ‘Charney branch’ (0model where the positive PV gradient exists only at the tropopause

Spatial analysis of the error in a model of soil nitrogen

Models of the dynamics of nitrogen in soil (soil-N) can be used to aid the fertilizer management of a crop. The predictions of soil-N models can be validated by comparison with observed data. Validation generally involves calculating non-spatial statistics of the observations and predictions, such as their means, their mean squared-difference, and their correlation. However, when the model predictions are spatially distributed across a landscape the model requires validation with spatial statistics. There are three reasons for this: (i) the model may be more or less successful at reproducing the variance of the observations at different spatial scales; (ii) the correlation of the predictions with the observations may be different at different spatial scales; (iii) the spatial pattern of model error may be informative. In this study we used a model, parameterized with spatially variable input information about the soil, to predict the mineral-N content of soil in an arable field, and compared the results with observed data. We validated the performance of the N model spatially with a linear mixed model of the observations and model predictions, estimated by residual maximum likelihood. This novel approach allowed us to describe the joint variation of the observations and predictions as: (i) independent random variation that occurred at a fine spatial scale; (ii) correlated random variation that occurred at a coarse spatial scale; (iii) systematic variation associated with a spatial trend. The linear mixed model revealed that, in general, the performance of the N model changed depending on the spatial scale of interest. At the scales associated with random variation, the N model underestimated the variance of the observations, and the predictions were correlated poorly with the observations. At the scale of the trend, the predictions and observations shared a common surface. The spatial pattern of the error of the N model suggested that the observations were affected by the local soil condition, but this was not accounted for by the N model. In summary, the N model would be well-suited to field-scale management of soil nitrogen, but suited poorly to management at finer spatial scales. This information was not apparent with a non-spatial validation. (c),2007 Elsevier B.V. All rights reserved.

An adaptive finite element water column model using the Mellor-Yamada level 2.5 turbulence closure scheme

A one-dimensional water column model using the Mellor and Yamada level 2.5 parameterization of vertical turbulent fluxes is presented. The model equations are discretized with a mixed finite element scheme. Details of the finite element discrete equations are given and adaptive mesh refinement strategies are presented. The refinement criterion is an "a posteriori" error estimator based on stratification, shear and distance to surface. The model performances are assessed by studying the stress driven penetration of a turbulent layer into a stratified fluid. This example illustrates the ability of the presented model to follow some internal structures of the flow and paves the way for truly generalized vertical coordinates. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The retrieval of ice water content from radar reflectivity factor and temperature and its use in evaluating a mesoscale model

Ice clouds are an important yet largely unvalidated component of weather forecasting and climate models, but radar offers the potential to provide the necessary data to evaluate them. First in this paper, coordinated aircraft in situ measurements and scans by a 3-GHz radar are presented, demonstrating that, for stratiform midlatitude ice clouds, radar reflectivity in the Rayleigh-scattering regime may be reliably calculated from aircraft size spectra if the "Brown and Francis" mass-size relationship is used. The comparisons spanned radar reflectivity values from -15 to +20 dBZ, ice water contents (IWCs) from 0.01 to 0.4 g m(-3), and median volumetric diameters between 0.2 and 3 mm. In mixed-phase conditions the agreement is much poorer because of the higher-density ice particles present. A large midlatitude aircraft dataset is then used to derive expressions that relate radar reflectivity and temperature to ice water content and visible extinction coefficient. The analysis is an advance over previous work in several ways: the retrievals vary smoothly with both input parameters, different relationships are derived for the common radar frequencies of 3, 35, and 94 GHz, and the problem of retrieving the long-term mean and the horizontal variance of ice cloud parameters is considered separately. It is shown that the dependence on temperature arises because of the temperature dependence of the number concentration "intercept parameter" rather than mean particle size. A comparison is presented of ice water content derived from scanning 3-GHz radar with the values held in the Met Office mesoscale forecast model, for eight precipitating cases spanning 39 h over Southern England. It is found that the model predicted mean I WC to within 10% of the observations at temperatures between -30 degrees and - 10 degrees C but tended to underestimate it by around a factor of 2 at colder temperatures.

Model catalyst studies of the strong metal-support interaction: Surface structure identified by STM on Pd nanoparticles on TiO2(110)

Model catalysts of Pd nanoparticles and films on TiO2 (I 10) were fabricated by metal vapour deposition (MVD). Molecular beam measurements show that the particles are active for CO adsorption, with a global sticking probability of 0.25, but that they are deactivated by annealing above 600 K, an effect indicative of SMSI. The Pd nanoparticles are single crystals oriented with their (I 11) plane parallel to the surface plane of the titania. Analysis of the surface by atomic resolution STM shows that new structures have formed at the surface of the Pd nanoparticles and films after annealing above 800 K. There are only two structures, a zigzag arrangement and a much more complex "pinwheel" structure. The former has a unit cell containing 7 atoms, and the latter is a bigger unit cell containing 25 atoms. These new structures are due to an overlayer of titania that has appeared on the surface of the Pd nanoparticles after annealing, and it is proposed that the surface layer that causes the SMSI effect is a mixed alloy of Pd and Ti, with only two discrete ratios of atoms: Pd/Ti of 1: 1 (pinwheel) and 1:2 (zigzag). We propose that it is these structures that cause the SMSI effect. (c) 2005 Elsevier Inc. All rights reserved.

A model study of oceanic mechanisms affecting Equatorial Pacific sea surface temperature during the 1997-98 El Niño

In this study, the processes affecting sea surface temperature variability over the 1992–98 period, encompassing the very strong 1997–98 El Niño event, are analyzed. A tropical Pacific Ocean general circulation model, forced by a combination of weekly ERS1–2 and TAO wind stresses, and climatological heat and freshwater fluxes, is first validated against observations. The model reproduces the main features of the tropical Pacific mean state, despite a weaker than observed thermal stratification, a 0.1 m s−1 too strong (weak) South Equatorial Current (North Equatorial Countercurrent), and a slight underestimate of the Equatorial Undercurrent. Good agreement is found between the model dynamic height and TOPEX/Poseidon sea level variability, with correlation/rms differences of 0.80/4.7 cm on average in the 10°N–10°S band. The model sea surface temperature variability is a bit weak, but reproduces the main features of interannual variability during the 1992–98 period. The model compares well with the TAO current variability at the equator, with correlation/rms differences of 0.81/0.23 m s−1 for surface currents. The model therefore reproduces well the observed interannual variability, with wind stress as the only interannually varying forcing. This good agreement with observations provides confidence in the comprehensive three-dimensional circulation and thermal structure of the model. A close examination of mixed layer heat balance is thus undertaken, contrasting the mean seasonal cycle of the 1993–96 period and the 1997–98 El Niño. In the eastern Pacific, cooling by exchanges with the subsurface (vertical advection, mixing, and entrainment), the atmospheric forcing, and the eddies (mainly the tropical instability waves) are the three main contributors to the heat budget. In the central–western Pacific, the zonal advection by low-frequency currents becomes the main contributor. Westerly wind bursts (in December 1996 and March and June 1997) were found to play a decisive role in the onset of the 1997–98 El Niño. They contributed to the early warming in the eastern Pacific because the downwelling Kelvin waves that they excited diminished subsurface cooling there. But it is mainly through eastward advection of the warm pool that they generated temperature anomalies in the central Pacific. The end of El Niño can be linked to the large-scale easterly anomalies that developed in the western Pacific and spread eastward, from the end of 1997 onward. In the far-western Pacific, because of the shallower than normal thermocline, these easterlies cooled the SST by vertical processes. In the central Pacific, easterlies pushed the warm pool back to the west. In the east, they led to a shallower thermocline, which ultimately allowed subsurface cooling to resume and to quickly cool the surface layer.

A comparison of three canopy interception models for a leafless mixed deciduous forest stand in the eastern United States

Canopy interception of incident precipitation is a critical component of the forest water balance during each of the four seasons. Models have been developed to predict precipitation interception from standard meteorological variables because of acknowledged difficulty in extrapolating direct measurements of interception loss from forest to forest. No known study has compared and validated canopy interception models for a leafless deciduous forest stand in the eastern United States. Interception measurements from an experimental plot in a leafless deciduous forest in northeastern Maryland (39°42'N, 75°5'W) for 11 rainstorms in winter and early spring 2004/05 were compared to predictions from three models. The Mulder model maintains a moist canopy between storms. The Gash model requires few input variables and is formulated for a sparse canopy. The WiMo model optimizes the canopy storage capacity for the maximum wind speed during each storm. All models showed marked underestimates and overestimates for individual storms when the measured ratio of interception to gross precipitation was far more or less, respectively, than the specified fraction of canopy cover. The models predicted the percentage of total gross precipitation (PG) intercepted to within the probable standard error (8.1%) of the measured value: the Mulder model overestimated the measured value by 0.1% of PG; the WiMo model underestimated by 0.6% of PG; and the Gash model underestimated by 1.1% of PG. The WiMo model’s advantage over the Gash model indicates that the canopy storage capacity increases logarithmically with the maximum wind speed. This study has demonstrated that dormant-season precipitation interception in a leafless deciduous forest may be satisfactorily predicted by existing canopy interception models.

Flux comparison of Eulerian and Lagrangian estimates of Agulhas leakage: A case study using a numerical model

Estimating the magnitude of Agulhas leakage, the volume flux of water from the Indian to the Atlantic Ocean, is difficult because of the presence of other circulation systems in the Agulhas region. Indian Ocean water in the Atlantic Ocean is vigorously mixed and diluted in the Cape Basin. Eulerian integration methods, where the velocity field perpendicular to a section is integrated to yield a flux, have to be calibrated so that only the flux by Agulhas leakage is sampled. Two Eulerian methods for estimating the magnitude of Agulhas leakage are tested within a high-resolution two-way nested model with the goal to devise a mooring-based measurement strategy. At the GoodHope line, a section halfway through the Cape Basin, the integrated velocity perpendicular to that line is compared to the magnitude of Agulhas leakage as determined from the transport carried by numerical Lagrangian floats. In the first method, integration is limited to the flux of water warmer and more saline than specific threshold values. These threshold values are determined by maximizing the correlation with the float-determined time series. By using the threshold values, approximately half of the leakage can directly be measured. The total amount of Agulhas leakage can be estimated using a linear regression, within a 90% confidence band of 12 Sv. In the second method, a subregion of the GoodHope line is sought so that integration over that subregion yields an Eulerian flux as close to the float-determined leakage as possible. It appears that when integration is limited within the model to the upper 300 m of the water column within 900 km of the African coast the time series have the smallest root-mean-square difference. This method yields a root-mean-square error of only 5.2 Sv but the 90% confidence band of the estimate is 20 Sv. It is concluded that the optimum thermohaline threshold method leads to more accurate estimates even though the directly measured transport is a factor of two lower than the actual magnitude of Agulhas leakage in this model.

Bayesian clustering of farm types using the mixtures model

A Bayesian method of classifying observations that are assumed to come from a number of distinct subpopulations is outlined. The method is illustrated with simulated data and applied to the classification of farms according to their level and variability of income. The resultant classification shows a greater diversity of technical charactersitics within farm types than is conventionally the case. The range of mean farm income between groups in the new classification is wider than that of the conventional method and the variability of income within groups is narrower. Results show that the highest income group in 2000 included large specialist dairy farmers and pig and poultry producers, whilst in 2001 it included large and small specialist dairy farms and large mixed dairy and arable farms. In both years the lowest income group is dominated by non-milk producing livestock farms.