Effects of transformation processes in 'jubraka' agroforestry systems of the Nuba Mountains, Sudan, on nutrient fluxes

Intensification processes in homegardens of the Nuba Mountains, Sudan, raise concerns about strongly positive carbon (C) and nutrient balances which are expected to lead to substantial element losses from these agroecosystems, in particular via soil gaseous emissions. Therefore, this thesis aimed at the quantification of C, nitrogen (N), phosphorus (P) and potassium (K) input and output fluxes with a special focus on soil gaseous losses, and the calculation of respective element balances. A further focus in this thesis was rainfall, a valuable resource for rain-fed agriculture in the Nuba Mountains. To minimize negative consequences of the high variability of rainfall, risk reducing mechanisms were developed by rain-fed farmers that may lose their efficacy in the course of climate change effects predicted for East Africa. Therefore, the second objective of this study was to examine possible changes in rainfall amounts during the last 60 years and to provide reliable risk and probability statements of rainfall-induced events of agricultural importance to rain-fed farmers in the Nuba Mountains. Soil gaseous emissions of C (in form of CO2) and N (in form of NH3 and N2O) of two traditional and two intensified homegardens were determined with a portable dynamic closed chamber system. For C gaseous emission rates reached their peak at the onset of the rainy season (2,325 g CO2-C ha-1 h-1 in an intensified garden type) and for N during the rainy season (16 g NH3-N ha-1 h-1 and 11.3 g N2O-N ha-1 h-1, in a traditional garden type). Data indicated cumulative annual emissions of 5,893 kg CO2-C ha-1, 37 kg NH3-N ha-1, and 16 kg N2O-N ha-1. For the assessment of the long-term productivity of the two types of homegardens and the identification of pathways of substantial element losses, a C and nutrient budget approach was used. In three traditional and three intensified homegardens observation plots were selected. The following variables were quantified on each plot between June and December in 2010: soil amendments, irrigation, biomass removal, symbiotic N2 fixation, C fixation by photosynthesis, atmospheric wet and dry deposition, leaching and soil gaseous emissions. Annual balances for C and nutrients amounted to -21 kg C ha-1, -70 kg N ha-1, 9 kg P ha-1 and -117 kg K ha-1 in intensified homegardens and to -1,722 kg C ha-1, -167 kg N ha-1, -9 kg P ha-1 and -74 kg K ha-1 in traditional homegardens. For the analysis of rainfall data, the INSTAT+ software allowed to aggregate long-term daily rainfall records from the Kadugli and Rashad weather stations into daily, monthly and annual intervals and to calculate rainfall-induced events of agricultural importance. Subsequently, these calculated values and events were checked for possible monotonic trends by Mann-Kendall tests. Over the period from 1970 to 2009, annual rainfall did not change significantly for either station. However, during this period an increase of low rainfall events coinciding with a decline in the number of medium daily rainfall events was observed in Rashad. Furthermore, the availability of daily rainfall data enabled frequency and conditional probability calculations that showed either no statistically significant changes or trends resulting only in minor changes of probabilities.

Modelo telegráfico de valoración de opciones

En este trabajo construimos un modelo de mercado financiero basado en un proceso telegráfico más un proceso de saltos para la valoración de opciones Europeas. Vamos a asumir que el tamaño de los saltos es constante y después que es aleatorio, en ambos casos estos saltos ocurren cuando la tendencia del mercado cambia. Estos modelos capturan la dinámica del mercado en periodos con presencia de ciclos financieros. Mostraremos la estructura del conjunto de medidas neutrales al riesgo, además, de fórmulas explícitas para los precios de las opciones Europeas de venta y compra.

Hybrid Auctions II: Experimental Evidence

In this paper we report the results of an experiment designed to examine the properties of a hybrid auction - a Dutch-Vickrey auction, that combines a sealed bid …rst-price auction with a sealed bid second-price auction. This auction mechanism shares some important features with that used in the sale of the companies constituted through the partial division of the Telebras System - the government-owned Telecom holding in Brazil. We designed an experiment where individuals participate in a sequence of independent …rst-price auctions followed by a sequence of hybrid auctions. Several conclusions emerged from this experimental study. First, ex-post e¢ciency was achieved overwhelmingly by the hybrid auctions. Secondly, although overbidding (with respect to the risk-neutral Bayesian Nash equilibrium) was a regular feature of participants’ bidding behavior in the …rst-price auctions — as it is commonly reported in most experimental studies of …rst-price auctions, it was less frequent in the hybrid auctions. By calibrating the results to allow for risk-averse behavior we were able to account for a signi…cant part of the overbidding. Finally, we compared the revenue generated by the hybrid auction with that generated by a standard …rst-price sealed bid auction and the results were ambiguous.

Uma resenha sobre modelos de apreçamento de derivativos

Apresento aqui uma abordagem que unifica a literatura sobre os vários modelos de apreçamento de derivativos que consiste em obter por argumentos intuitivos de não arbitragem uma Equação Diferencial Parcial(EDP) e através do método de Feynman-Kac uma solução que é representada por uma esperança condicional de um processo markoviano do preço do derivativo descontado pela taxa livre de risco. Por este resultado, temos que a esperança deve ser tomada com relação a processos que crescem à taxa livre de risco e por este motivo dizemos que a esperança é tomada em um mundo neutro ao risco(ou medida neutra ao risco). Apresento ainda como realizar uma mudança de medida pertinente que conecta o mundo real ao mundo neutro ao risco e que o elemento chave para essa mudança de medida é o preço de mercado dos fatores de risco. No caso de mercado completo o preço de mercado do fator de risco é único e no caso de mercados incompletos existe uma variedade de preços aceitáveis para os fatores de risco pelo argumento de não arbitragem. Neste último caso, os preços de mercado são geralmente escolhidos de forma a calibrar o modelo com os dados de mercado.

Preços de commodities agrícolas e o comportamento de mercado invertido (backwardation): o caso da soja

A relação entre preços do mercado spot e do mercado futuro e a evidência de Mercado Invertido (backwardation) na estrutura a termo de commodities têm tido ênfase na literatura de economia e de finanças. O objetivo deste trabalho é apresentar as principais causas responsáveis pelo comportamento de Mercado Invertido e identificar as propriedades que caracterizam o equilíbrio de preços em commodities agrícolas. Seja pela existência de prêmio de risco ou do benefício de conveniência, o entendimento dos efeitos sobre a replicação do preço futuro e sobre a estrutura a termo de preços ainda permanece em aberto. A premissa de perfeita replicação de portfólios e a ausência de fricções de mercado implicam, por outro lado, que o entendimento do comportamento de Mercado Invertido advém da compreensão do processo estocástico do próprio ativo subjacente. O apreçamento neutro ao risco, amparado pelos sinais de reversão de preços, permite a modelagem de preços conforme o proposto em Schwartz e Smith (2000), cuja calibração e os resultados serão apresentados para a soja.

Ensaios em Finanças

Esta tese é composta de três artigos sobre finanças. O primeiro tem o título "Nonparametric Option Pricing with Generalized Entropic Estimators " e estuda um método de apreçamento de derivativos em mercados incompletos. Este método está relacionado com membros da família de funções de Cressie-Read em que cada membro fornece uma medida neutra ao risco. Vários testes são feitos. Os resultados destes testes sugerem um modo de definir um intervalo robusto para preços de opções. Os outros dois artigos são sobre anúncios agendados em diferentes situações. O segundo se chama "Watching the News: Optimal Stopping Time and Scheduled Announcements" e estuda problemas de tempo de parada ótimo na presença de saltos numa data fixa em modelos de difusão com salto. Fornece resultados sobre a otimalidade do tempo de parada um pouco antes do anúncio. O artigo aplica os resultados ao tempo de exercício de Opções Americanas e ao tempo ótimo de venda de um ativo. Finalmente o terceiro artigo estuda um problema de carteira ótima na presença de custo fixo quando os preços podem saltar numa data fixa. Seu título é "Dynamic Portfolio Selection with Transactions Costs and Scheduled Announcement" e o resultado mais interessante é que o comportamento do investidor é consistente com estudos empíricos sobre volume de transações em momentos próximos de anúncios.

Opções reais em projetos de investimentos: o caso de uma planta de liquefação de gás natural com flexibilidade de troca de mercado e de troca de produto

O objetivo deste trabalho é revisar os principais aspectos teóricos para a aplicação de Opções Reais em avaliação de projetos de investimento e analisar, sob esta metodologia, um caso real de projeto para investir na construção de uma Planta de Liquefação de gás natural. O estudo do caso real considerou a Opção de Troca de Mercado, ao avaliar a possibilidade de colocação de cargas spot de GNL em diferentes mercados internacionais e a Opção de Troca de Produto, devido à flexibilidade gerencial de não liquefazer o gás natural, deixando de comercializar GNL no mercado internacional e passando a vender gás natural seco no mercado doméstico. Para a valoração das Opções Reais foi verificado, através da série histórica dos preços de gás natural, que o Movimento Geométrico Browniano não é rejeitado e foram utilizadas simulações de Monte Carlo do processo estocástico neutro ao risco dos preços. O valor da Opção de Troca de Mercado fez o projeto estudado mais que dobrar de valor, sendo reduzido com o aumento da correlação dos preços. Por outro lado, o valor da Opção de Troca de Produto é menos relevante, mas também pode atingir valores significativos com o incremento de sua volatilidade. Ao combinar as duas opções simultaneamente, foi verificado que as mesmas não são diretamente aditivas e que o efeito do incremento da correlação dos preços, ao contrário do que ocorre na Opção de Troca de Mercado, é inverso na Opção de Troca de Produto, ou seja, o derivativo aumenta de valor com uma maior correlação, apesar do valor total das opções integradas diminuir.

Implied Hazard Rates Analysis Through Brazilian Corporate Debt

No Brasil, o mercado de crédito corporativo ainda é sub-aproveitado. A maioria dos participantes não exploram e não operam no mercado secundário, especialmente no caso de debêntures. Apesar disso, há inúmeras ferramentas que poderiam ajudar os participantes do mercado a analisar o risco de crédito e encorajá-los a operar esses riscos no mercado secundário. Essa dissertação introduz um modelo livre de arbitragem que extrai a Perda Esperada Neutra ao Risco Implícita nos preços de mercado. É uma forma reduzida do modelo proposto por Duffie and Singleton (1999) e modela a estrutura a termo das taxas de juros através de uma Função Constante por Partes. Através do modelo, foi possível analisar a Curva de Perda Esperada Neutra ao Risco Implícita através dos diferentes instrumentos de emissores corporativos brasileiros, utilizando Títulos de Dívida, Swaps de Crédito e Debêntures. Foi possível comparar as diferentes curvas e decidir, em cada caso analisado, qual a melhor alternativa para se tomar o risco de crédito da empresa, via Títulos de Dívida, Debêntures ou Swaps de Crédito.

Medidas de risco extraídas de opções sobre petróleo

Bali, Cakici e Chabi-Yo (2011) introduziram uma nova medida de risco, englobando as medidas de risco de Aumann e Serrano (2008) e Foster e Hart (2009). Trata-se de um modelo de medida de risco implícito de opções baseado na distribuição neutra ao risco dos retornos de ativos financeiros. Este trabalho se propõe a calcular a medida de risco de Bali, Cakici e Chabi-Yo (2011) com base nas opções de petróleo, a commodity mais importante da economia mundial. Como os preços das opções incorporam a expectativa do mercado, a medida de risco calculada é considerada forward-looking. Desta forma, esse trabalho também analisa a significância dessa medida em prever a atividade econômica futura. Os resultados indicaram poder preditivo em relação ao índice VIX, o qual representa a incerteza do mercado financeiro, e ao índice CFNAI, indicador da atividade econômica norte-americana.

Docagem ou afretamento de UMS: a escolha ótima para a extensão da vida útil das plataformas de petróleo de campos marítimos maduros sob o enfoque das opções reais

O objetivo deste trabalho é propor a utilização do arcabouço teórico das opções reais e a posterior aplicação do modelo binomial na avaliação de projetos relacionados à exploração e produção de petróleo, tendo em vista a flexibilidade gerencial, os riscos e as incertezas técnicas e de mercado que norteiam o setor petrolífero upstream. Ademais, a aplicação do modelo proposto capta o papel crucial da volatilidade do preço do petróleo na avaliação da decisão de investimento e revela a existência dos custos irrecuperáveis extremos decorrentes do ativo real, neste caso, a unidade marítima de petróleo. Assim, com o intuito de prolongar o ciclo de produção de unidade marítima de petróleo com características preestabelecidas, propõe-se a avaliação econômica de duas alternativas tecnológicas para a extensão de vida útil da plataforma marítima objeto de estudo, sendo estas alternativas tratadas como opções de expansão. As alternativas propostas são duas: o afretamento da UMS (Unidade de Manutenção e Segurança) acoplada à plataforma e a docagem da plataforma a partir da desmobilização, isto é, o descomissionamento, e envio da plataforma ao estaleiro. Na aplicação da primeira opção, a UMS se configura em uma embarcação equipada com toda a estrutura necessária para a realização de serviço de manutenção e revitalização, sem que ocorra interrupção da produção de petróleo. Por outro lado, a opção de descomissionamento é desprovida de receita até o retorno da plataforma do estaleiro. No que tange à metodologia do presente trabalho, o modelo binomial com probabilidades de risco neutro é aplicado considerando a receita proveniente da produção de petróleo de uma plataforma marítima com sistema de produção flutuante com 14 poços, sendo 10 produtores e 4 injetores e sustentada por 8 linhas de ancoragem. Também é definida a volatilidade do projeto como sendo a volatilidade do preço do petróleo. Por fim, as opções de expansão podem ser exercidas a qualquer momento antes da data de expiração das opções, data esta coincidente para ambas as opções e referente ao término de contrato de afretamento da UMS, que corresponde ao período de cinco anos. Neste período de cinco anos, as duas alternativas são exercidas a partir do primeiro ano, com receitas e custos distintos em virtude das especificidades decorrentes das alternativas tecnológicas propostas. A partir da aplicação do modelo binomial com probabilidades de risco neutro sob o enfoque das opções reais, as duas alternativas tecnológicas são tratadas como opções americanas na avaliação econômica da revitalização e manutenção da plataforma marítima. Também realiza-se a análise tradicional do VPL para as duas alternativas. As duas análises apontam para a escolha da UMS como alternativa ótima de expansão da vida útil da plataforma. Ademais, a análise sob o enfoque das opções reais capta um valor adicional em ambas as alternativas tecnológicas, fruto das características inerentes à indústria petrolífera. Quanto à estrutura do trabalho em questão se divide em cinco capítulos: introdução, referencial teórico, metodologia, apresentação dos resultados e as considerações finais.

Topics in financial econometrics

In the first chapter, we consider the joint estimation of objective and risk-neutral parameters for SV option pricing models. We propose a strategy which exploits the information contained in large heterogeneous panels of options, and we apply it to S&P 500 index and index call options data. Our approach breaks the stochastic singularity between contemporaneous option prices by assuming that every observation is affected by measurement error. We evaluate the likelihood function by using a MC-IS strategy combined with a Particle Filter algorithm. The second chapter examines the impact of different categories of traders on market transactions. We estimate a model which takes into account traders’ identities at the transaction level, and we find that the stock prices follow the direction of institutional trading. These results are carried out with data from an anonymous market. To explain our estimates, we examine the informativeness of a wide set of market variables and we find that most of them are unambiguously significant to infer the identity of traders. The third chapter investigates the relationship between the categories of market traders and three definitions of financial durations. We consider trade, price and volume durations, and we adopt a Log-ACD model where we include information on traders at the transaction level. As to trade durations, we observe an increase of the trading frequency when informed traders and the liquidity provider intensify their presence in the market. For price and volume durations, we find the same effect to depend on the state of the market activity. The fourth chapter proposes a strategy to express order aggressiveness in quantitative terms. We consider a simultaneous equation model to examine price and volume aggressiveness at Euronext Paris, and we analyse the impact of a wide set of order book variables on the price-quantity decision.

Orthogonal gamma-based expansions for volatility option prices under jump-diffusion dynamics

In my work I derive closed-form pricing formulas for volatility based options by suitably approximating the volatility process risk-neutral density function. I exploit and adapt the idea, which stands behind popular techniques already employed in the context of equity options such as Edgeworth and Gram-Charlier expansions, of approximating the underlying process as a sum of some particular polynomials weighted by a kernel, which is typically a Gaussian distribution. I propose instead a Gamma kernel to adapt the methodology to the context of volatility options. VIX vanilla options closed-form pricing formulas are derived and their accuracy is tested for the Heston model (1993) as well as for the jump-diffusion SVJJ model proposed by Duffie et al. (2000).

Game-theoretic view on intermediated exchange

Intermediaries permeate modern economic exchange. Most classical models on intermediated exchange are driven by information asymmetry and inventory management. These two factors are of reduced significance in modern economies. This makes it necessary to develop models that correspond more closely to modern financial marketplaces. The goal of this dissertation is to propose and examine such models in a game theoretical context. The proposed models are driven by asymmetries in the goals of different market participants. Hedging pressure as one of the most critical aspects in the behavior of commercial entities plays a crucial role. The first market model shows that no equilibrium solution can exist in a market consisting of a commercial buyer, a commercial seller and a non-commercial intermediary. This indicates a clear economic need for non-commercial trading intermediaries: a direct trade from seller to buyer does not result in an equilibrium solution. The second market model has two distinct intermediaries between buyer and seller: a spread trader/market maker and a risk-neutral intermediary. In this model a unique, natural equilibrium solution is identified in which the supply-demand surplus is traded by the risk-neutral intermediary, whilst the market maker trades the remainder from seller to buyer. Since the market maker’s payoff for trading at the identified equilibrium price is zero, this second model does not provide any motivation for the market maker to enter the market. The third market model introduces an explicit transaction fee that enables the market maker to secure a positive payoff. Under certain assumptions on this transaction fee the equilibrium solution of the previous model applies and now also provides a financial motivation for the market maker to enter the market. If the transaction fee violates an upper bound that depends on supply, demand and riskaversity of buyer and seller, the market will be in disequilibrium.

Static replications with traffic light options

It is well known that sufficiently regular, one-dimensional payoff functions have an explicit static hedge by bonds, forward contracts, and options in a continuum of strikes. An easy and natural extension of the corresponding representation leads to static hedges based on the same instruments along with traffic light options, which have recently been introduced in the market. It is well known that the second strike derivative of non-discounted prices of vanilla options is related to the risk-neutral density of the underlying asset price in the corresponding absolutely continuous settings. Similar statements hold for traffic light options in sufficiently regular, bivariate settings.

A case-comparison interview study of brain tumors and employment in occupations with presumed electric and magnetic field exposures

Results from epidemiologic studies suggest that persons working in occupations with presumed electric and magnetic field (EMF) exposures are at increased risk of brain cancer. This study utilized data from a completed, population-based, interview case-control study of central nervous system (CNS) tumors and employment in the petrochemical industry to test the hypothesis that employment in EMF-related occupations increases CNS tumor risk. A total of 375 male residents of the Texas-Louisiana Gulf Coast Area, age 20 to 79, with primary neuroglial CNS tumors diagnosed during the period 1980-84 were identified. A population-based comparison group of 450 age, race and geographically matched males was selected. Occupational histories and potential risk factor data were collected via personal interviews with study subjects or their next-of-kin.^ Adjusted odds ratios were less than 1.0 for persons ever employed in an electrical occupation (OR = 0.65; 95% CI = 0.40-1.09) or whose usual occupation was electrical (OR = 0.76; 95% CI = 0.33-1.73). Relative risk estimates did not increase significantly as time since first employment or duration of employment increased. Examination of CNS tumor risk by high (OR = 0.80), medium (OR = 0.88) and low (OR = 0.45) exposure categories for persons whose usual occupation was electrical did not indicate a dose-response pattern. In addition, the mean age of exposed cases was not significantly younger than that for unexposed cases. Analysis of risk by probability of exposure to EMFs showed non-significant elevations in the adjusted odds ratio for definite exposed workers defined by their usual occupation (OR = 1.78; 95% CI = 0.70-4.51) and ever/never employed status (OR = 1.54; 95% CI = 0.17-4.91).^ These findings suggest that employment in occupations with presumed EMF exposures does not increase CNS tumor risk as was suggested by previous investigations. The results of this study also do not support the EMF-tumor promotion hypothesis. ^