Heterogeneous dynamics, aggregation and the persistence of economic shocks

It has been recently emphasized that, if individuals have heterogeneous dynamics, estimates of shock persistence based on aggregate data are significatively higher than those derived from its disaggregate counterpart. However, a careful examination of the implications of this statement on the various tools routinely employed to measure persistence is missing in the literature. This paper formally examines this issue. We consider a disaggregate linear model with heterogeneous dynamics and compare the values of several measures of persistence across aggregation levels. Interestingly, we show that the average persistence of aggregate shocks, as measured by the impulse response function (IRF) of the aggregate model or by the average of the individual IRFs, is identical on all horizons. This result remains true even in situations where the units are (short-memory) stationary but the aggregate process is long-memory or even nonstationary. In contrast, other popular persistence measures, such as the sum of the autoregressive coefficients or the largest autoregressive root, tend to be higher the higher the aggregation level. We argue, however, that this should be seen more as an undesirable property of these measures than as evidence of different average persistence across aggregation levels. The results are illustrated in an application using U.S. inflation data.

Interpolation methods for stochastic processes spaces

In this paper the scales of classes of stochastic processes are introduced. New interpolation theorems and boundedness of some transforms of stochastic processes are proved. Interpolation method for generously-monotonous rocesses is entered. Conditions and statements of interpolation theorems concern he xed stochastic process, which diers from the classical results.

Hours worked - Productivity puzzle: identification in fractional integration settings

A recent finding of the structural VAR literature is that the response of hours worked to a technology shock depends on the assumption on the order of integration of the hours. In this work we relax this assumption, allowing for fractional integration and long memory in the process for hours and productivity. We find that the sign and magnitude of the estimated impulse responses of hours to a positive technology shock depend crucially on the assumptions applied to identify them. Responses estimated with short-run identification are positive and statistically significant in all datasets analyzed. Long-run identification results in negative often not statistically significant responses. We check validity of these assumptions with the Sims (1989) procedure, concluding that both types of assumptions are appropriate to recover the impulse responses of hours in a fractionally integrated VAR. However, the application of longrun identification results in a substantial increase of the sampling uncertainty. JEL Classification numbers: C22, E32. Keywords: technology shock, fractional integration, hours worked, structural VAR, identification

Three essays on liquidity risk

Preface In this thesis we study several questions related to transaction data measured at an individual level. The questions are addressed in three essays that will constitute this thesis. In the first essay we use tick-by-tick data to estimate non-parametrically the jump process of 37 big stocks traded on the Paris Stock Exchange, and of the CAC 40 index. We separate the total daily returns in three components (trading continuous, trading jump, and overnight), and we characterize each one of them. We estimate at the individual and index levels the contribution of each return component to the total daily variability. For the index, the contribution of jumps is smaller and it is compensated by the larger contribution of overnight returns. We test formally that individual stocks jump more frequently than the index, and that they do not respond independently to the arrive of news. Finally, we find that daily jumps are larger when their arrival rates are larger. At the contemporaneous level there is a strong negative correlation between the jump frequency and the trading activity measures. The second essay study the general properties of the trade- and volume-duration processes for two stocks traded on the Paris Stock Exchange. These two stocks correspond to a very illiquid stock and to a relatively liquid stock. We estimate a class of autoregressive gamma process with conditional distribution from the family of non-central gamma (up to a scale factor). This process was introduced by Gouriéroux and Jasiak and it is known as Autoregressive gamma process. We also evaluate the ability of the process to fit the data. For this purpose we use the Diebold, Gunther and Tay (1998) test; and the capacity of the model to reproduce the moments of the observed data, and the empirical serial correlation and the partial serial correlation functions. We establish that the model describes correctly the trade duration process of illiquid stocks, but have problems to adjust correctly the trade duration process of liquid stocks which present long-memory characteristics. When the model is adjusted to volume duration, it successfully fit the data. In the third essay we study the economic relevance of optimal liquidation strategies by calibrating a recent and realistic microstructure model with data from the Paris Stock Exchange. We distinguish the case of parameters which are constant through the day from time-varying ones. An optimization problem incorporating this realistic microstructure model is presented and solved. Our model endogenizes the number of trades required before the position is liquidated. A comparative static exercise demonstrates the realism of our model. We find that a sell decision taken in the morning will be liquidated by the early afternoon. If price impacts increase over the day, the liquidation will take place more rapidly.

MAR elements regulate the probability of epigenetic switching between active and inactive gene expression.

Gene expression often cycles between active and inactive states in eukaryotes, yielding variable or noisy gene expression in the short-term, while slow epigenetic changes may lead to silencing or variegated expression. Understanding how cells control these effects will be of paramount importance to construct biological systems with predictable behaviours. Here we find that a human matrix attachment region (MAR) genetic element controls the stability and heritability of gene expression in cell populations. Mathematical modeling indicated that the MAR controls the probability of long-term transitions between active and inactive expression, thus reducing silencing effects and increasing the reactivation of silent genes. Single-cell short-terms assays revealed persistent expression and reduced expression noise in MAR-driven genes, while stochastic burst of expression occurred without this genetic element. The MAR thus confers a more deterministic behavior to an otherwise stochastic process, providing a means towards more reliable expression of engineered genetic systems.

Fluctuaciones cíclicas y raíces unitarias en la economia española, 1850-1990

En este artículo se analiza el grado de persistencia de las fluctuaciones cíclicas en la economía española. En concreto, se estudia si el PIB y el PIB por capita de esta economía presentan una raíz unitaria. Con el fin de evitar el sesgo a aceptar raíces unitarias cuando se producen cambios en la función de tendencia, como el originado por la Guerra Civil española (1936-1939), se han aplicado varios contrastes que tienen en cuenta los cambios en la función de tendencia. Los resultados obtenidos muestran que existe una importante evidencia en el sentido que el logaritmo del PIB presenta una raíz unitaria. La principal implicación de este resultado es que los shocks sobre el producto tienen efectos permanentes en el nivel del PIB de la economía española, aun cuando esta hipótesis es más difícil de aceptar por el PIB por capita vista la evidencia contradictoria encontrada a favor de la misma.

Fluctuaciones cíclicas y raíces unitarias en la economia española, 1850-1990

En este artículo se analiza el grado de persistencia de las fluctuaciones cíclicas en la economía española. En concreto, se estudia si el PIB y el PIB por capita de esta economía presentan una raíz unitaria. Con el fin de evitar el sesgo a aceptar raíces unitarias cuando se producen cambios en la función de tendencia, como el originado por la Guerra Civil española (1936-1939), se han aplicado varios contrastes que tienen en cuenta los cambios en la función de tendencia. Los resultados obtenidos muestran que existe una importante evidencia en el sentido que el logaritmo del PIB presenta una raíz unitaria. La principal implicación de este resultado es que los shocks sobre el producto tienen efectos permanentes en el nivel del PIB de la economía española, aun cuando esta hipótesis es más difícil de aceptar por el PIB por capita vista la evidencia contradictoria encontrada a favor de la misma.

Monotonic continuous-time random walks with drift and stochastic reset events

In this paper we consider a stochastic process that may experience random reset events which suddenly bring the system to the starting value and analyze the relevant statistical magnitudes. We focus our attention on monotonic continuous-time random walks with a constant drift: The process increases between the reset events, either by the effect of the random jumps, or by the action of the deterministic drift. As a result of all these combined factors interesting properties emerge, like the existence (for any drift strength) of a stationary transition probability density function, or the faculty of the model to reproduce power-law-like behavior. General formulas for two extreme statistics, the survival probability, and the mean exit time, are also derived. To corroborate in an independent way the results of the paper, Monte Carlo methods were used. These numerical estimations are in full agreement with the analytical predictions.

Siiderin ja long drink -juomien sekoitusprosessin kehittäminen

Diplomityössä perehdytään Hartwall Lahden tuotantolaitoksen juomanvalmistuksen osaston siiderin ja long drink –juomien valmistusprosessin kehittämiseen. Diplomityön tavoitteena oli löytää prosessin ongelma- ja poikkeamakohtia, tutkia mahdollisia hävikkikohteita ja suorittaa laadun osalta ajoseurantamittauksia. Ongelmakohtien pohjalta laadittiin parannusehdotuksia ja niitä toteutettiin jo tämän projektin aikana. Ongelma- ja poikkeamakohtia tutkittiin ajoprosessin aikana. Hävikkitutkimus kohdennettiin aromiliuoksen annostelulinjaan, nestesokerin an-nostelulinjaan ja tuotteiden alku- ja lopputyönnöille painetankkeihin. Painetankkien osalta mahdollisia hävikkikohteita tutkittiin kokeellisen toiminnan avulla ajo-prosessin aikana. Ajoprosessin käynnistyksen jälkeen selvitettiin milloin valmis tuote on painetankkien venttiilimatriisilla. Uudet parametrit alku- ja lopputyönnöille määritettiin tuoteputken, painetankkien pohjaputkien ja venttiilimatriisin tilavuuksien avulla. Hävikkitutkimuksen tuloksena saatiin pienennettyä hävikkiä ja näin ollen syntyi kustannussäästöjä. Hiilidioksidin sitoutuvuutta tutkittiin mittauksien avulla valmistusprosessin aikana. Mittauksien perusteella havaittiin, että hiilidioksidipitoisuus laskee painetankissa. Tämä johtuu valmiin tuotteen lämpötilamuutoksista. Tuotteen lämpötilaa voidaan tasata esimerkiksi levylämmönvaihtimen avulla.

Étude multimodale de la consolidation d’habiletés motrices à ‎l’aide de l’IRMf et de l’EEG

La consolidation est le processus qui transforme une nouvelle trace mnésique labile en ‎une autre plus stable et plus solide. Une des tâches utilisées en laboratoire pour ‎l’exploration de la consolidation motrice dans ses dimensions comportementale et ‎cérébrale est la tâche d’apprentissage de séquences motrices. Celle-ci consiste à ‎reproduire une même série de mouvements des doigts, apprise de manière implicite ou ‎explicite, tout en mesurant l’amélioration dans l’exécution. Les études récentes ont ‎montré que, dans le cas de l’apprentissage explicite de cette tâche, la consolidation de la ‎trace mnésique associée à cette nouvelle habileté dépendrait du sommeil, et plus ‎particulièrement des fuseaux en sommeil lent. Et bien que deux types de fuseaux aient ‎été décrits (lents et rapides), le rôle de chacun d’eux dans la consolidation d’une ‎séquence motrice est encore mal exploré. En effet, seule une étude s’est intéressée à ce ‎rôle, montrant alors une implication des fuseaux rapides dans ce processus mnésique ‎suite à une nuit artificiellement altérée. D’autre part, les études utilisant l’imagerie ‎fonctionnelle (IRMf et PET scan) menées par différentes équipes dont la notre, ont ‎montré des changements au niveau de l’activité du système cortico-striatal suite à la ‎consolidation motrice. Cependant, aucune corrélation n’a été faite à ce jour entre ces ‎changements et les caractéristiques des fuseaux du sommeil survenant au cours de la nuit ‎suivant un apprentissage moteur. Les objectifs de cette thèse étaient donc: 1) de ‎déterminer, à travers des enregistrements polysomnographiques et des analyses ‎corrélationnelles, les caractéristiques des deux types de fuseaux (i.e. lents et rapides) ‎associées à la consolidation d’une séquence motrice suite à une nuit de sommeil non ‎altérée, et 2) d’explorer, à travers des analyses corrélationnelles entre les données ‎polysomnographiques et le signal BOLD (« Blood Oxygenated Level Dependent »), ‎acquis à l’aide de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf), ‎l’association entre les fuseaux du sommeil et les activations cérébrales suite à la ‎consolidation de la séquence motrice. Les résultats de notre première étude ont montré ‎une implication des fuseaux rapides, et non des fuseaux lents, dans la consolidation ‎d’une séquence motrice apprise de manière explicite après une nuit de sommeil non ‎altérée, corroborant ainsi les résultats des études antérieures utilisant des nuits de ‎sommeil altérées. En effet, les analyses statistiques ont mis en évidence une ‎augmentation significative de la densité des fuseaux rapides durant la nuit suivant ‎l’apprentissage moteur par comparaison à la nuit contrôle. De plus, cette augmentation ‎corrélait avec les gains spontanés de performance suivant la nuit. Par ailleurs, les ‎résultats de notre seconde étude ont mis en évidence des corrélations significatives entre ‎l’amplitude des fuseaux de la nuit expérimentale d’une part et les gains spontanés de ‎performance ainsi que les changements du signal BOLD au niveau du système cortico-‎striatal d’autre part. Nos résultats suggèrent donc un lien fonctionnel entre les fuseaux ‎du sommeil, les gains de performance ainsi que les changements neuronaux au niveau ‎du système cortico-striatal liés à la consolidation d’une séquence motrice explicite. Par ‎ailleurs, ils supportent l’implication des fuseaux rapides dans ce type de consolidation ; ‎ceux-ci aideraient à l’activation des circuits neuronaux impliqués dans ce processus ‎mnésique et amélioreraient par la même occasion la consolidation motrice liée au ‎sommeil.‎

Les patrons d’expression de gènes : ont-ils évolué avec la complexité des organismes?

La régulation de la transcription est l‟un des processus cellulaires des plus fondamentaux et constitue la première étape menant à l‟expression protéique. Son altération a des effets sur l‟homéostasie cellulaire et est associée au développement de maladies telles que le cancer. Il est donc crucial de comprendre les règles fondamentales de la fonction cellulaire afin de mieux cibler les traitements pour les maladies. La transcription d‟un gène peut se produire selon l‟un des deux modes fondamentaux de transcription : en continu ou en burst. Le premier est décrit comme un processus aléatoire et stochastique qui suit une distribution de Poisson. À chaque initiation de la transcription, indépendante de la précédente, un seul transcrit est produit. L‟expression en burst se produit lorsque le promoteur est activé pour une courte période de temps pendant laquelle plusieurs transcrits naissants sont produits. Apportant la plus grande variabilité au sein d‟une population isogénique, il est représenté par une distribution bimodale, où une sous-population n‟exprime pas le gène en question, alors que le reste de la population l‟exprime fortement. Les gènes des eucaryotes inférieurs sont pour la plupart exprimés de manière continuelle, alors que les gènes des eucaryotes supérieurs le sont plutôt en burst. Le but de ce projet est d‟étudier comment l‟expression des gènes a évolué et si la transcription aléatoire, ou de Poisson, est une propriété des eucaryotes inférieurs et si ces patrons ont changé avec la complexité des organismes et des génomes. Par la technique de smFISH, nous avons étudié de manière systématique quatre gènes évolutivement conservés (mdn1+, PRP8/spp42+, pol1+ et cdc13+) qui sont continuellement transcrits dans la levure S. cerevisiae. Nous avons observé que le mode d‟expression est gène-et-organisme spécifique puisque prp8 est exprimé de manière continuelle dans la levure S. pombe, alors que les autres gènes seraient plutôt exprimés en légers burst.

Stochastic Modelling Using Markov Chains

Department of Statistics, Cochin University of Science and Technology

Option pricing in market models driven by telegraph processes with jumps

Esta tesis está dividida en dos partes: en la primera parte se presentan y estudian los procesos telegráficos, los procesos de Poisson con compensador telegráfico y los procesos telegráficos con saltos. El estudio presentado en esta primera parte incluye el cálculo de las distribuciones de cada proceso, las medias y varianzas, así como las funciones generadoras de momentos entre otras propiedades. Utilizando estas propiedades en la segunda parte se estudian los modelos de valoración de opciones basados en procesos telegráficos con saltos. En esta parte se da una descripción de cómo calcular las medidas neutrales al riesgo, se encuentra la condición de no arbitraje en este tipo de modelos y por último se calcula el precio de las opciones Europeas de compra y venta.

A new perspective on the PPP hypothesis

This paper the stastistical properties of the real exchange rates of G-5 countries for the Bretton-Woods peiod, and draw implications on the purchasing power parity (PPP) hypothesis. In contrast to most previous studies that consider only unit root and stationary process to describe the real exchange tae, this paper also considers two in-between processes, the locally persistent process ans the fractionally integrated process, to complement past studies. Seeking to be consistent with tha ample evidence of near unit in the real exchange rate movements very well. This finding implies that: 1) the real exchange movement is more persistent than the stationary case but less persistent than the unit root case; 2) the real exchange rate is non-stationary but the PPP reversion occurs and the PPP holds in the long run; 3) the real exchange rate does not exhibit the secular dependence of the fractional integration; 4) the real exchange rate evolves over time in a way that there is persistence over a range of time, but the effect of shocks will eventually disappear over time horizon longer than order O (nd), that is, at finite time horizon; 5) shocks dissipation is fasters than predicted by the fractional integracion, and the total sum of the effects of a unit innovation is finite, implying that a full PPP reversion occurs at finite horizons. These results may explain why pasrt empirical estudies could not provide a clear- conclusion on the real exchange rate processes and the PPP hypothesis.