Estudos recentes relacionados ao meio ambiente vêm ganhando grande destaque em todo o mundo devido ao fato dos níveis de poluição e a destruição das reservas naturais terem aumentado de maneira alarmante nos últimos anos. As grandes cidades são as que mais sofrem com a poluição e aqui serão estudados os níveis de poluição do ar em duas cidades em particular, a Cidade do México e São Paulo. A Cidade do México apresenta sérios problemas com os níveis de ozônio e São Paulo é a cidade brasileira com os maiores problemas relacionados à poluição. Entre os diferentes modelos considerados para analisar dados de poluição do ar, pode-se considerar o uso de modelos de séries temporais para modelar as médias diárias ou semanais de poluição. Nessa direção pode-se usar modelos de volatilidade estocástica. Essa família de modelos estatísticos tem sido extensivamente usada para analisar séries temporais financeiras, porém não se observa muitas aplicações em dados ambientais e de saúde. Modelos de volatilidade estocástica bivariados e multivariados, sob a aproximação Bayesiana, foram considerados para analisar os dados, especialmente usando métodos MCMC (Monte Carlo em Cadeias de Markov) para obter os sumários a posteriori de interesse, pois pode-se ter muitas dificuldades usando métodos clássicos de inferência estatística / Recent studies related to environmental has been considered in all world due to increasing levels of pollution and of natural resources destruction especially, in the last years. The largest cities in the world are the ones been mostly affected by pollution and in this work we consider the analysis of air pollution data of two important cities: Mexico City and São Paulo. The Mexico City presents serious problems of ozone levels and São Paulo is the Brazilian city with the largest problems related to air pollution. Among the different models which could be used to analyze air pollution data, we consider the use of time series modeling to the weekly or daily levels of pollution. In this way, we consider the use of volatility stochastic models. This family of models has been well explored with financial data but not well explored to analyze environmental and health data. Bivariate and multivariate stochastic models under the Bayesian approach were considered to analyze the data, especially using MCMC (Markov Chain Monte Carlo) methods to obtain the posterior summary of interest, since we usually have big difficulties using standard classical inference methods

Este trabalho apresenta uma metodologia de cálculo de sensibilidades utilizando equa- ções analíticas, levando em a conta a correção de smile na superfície de volatilidade, que não é contemplada no modelo de Black e Scholes. Dada a diferença signicativa na mensura ção do risco as instituições nanceiras calculam suas sensibilidades incorporando esta correção, mas tal determinação tem sido realizada por métodos numéricos, que acabam sendo mais lentos que a abordagem aqui proposta. São apresentadas equações analíticas para as principais sensibilidades do modelo a partir de dados de mercado usados na constução da superfície de volatilidade implícita. Ilustramos a comparação da técnica proposta com o método numérico com base no mercado de opções sobre taxa de câmbio Brasileiro. / This work presents a study on how we should adapted the Greeks or risk factors of the Black and Scholes model. We can derive analytical equations for the main sensitivities of the model and using the market data to build an implied volatility surface and to get additional terms for the risk factors. We propose to implement this model in a scheme of analytic differential equations derived from the pricing model and from the implied volatility function. The building of this implied volatility and risk factors was based on the foreign exchange Brazilian market.

A realização de previsões de volatilidade é uma atividade de suma importância para empresas e agentes econômicos, entretanto utilizar-se de apenas um modelo para obtê-las pode não ser suficiente para incorporar todo o conhecimento associado ao ambiente de previsões. As técnicas de combinação de previsões podem incorporar todo o conhecimento associado ao ambiente de previsão. As técnicas de combinação têm como objetivo principal incorporar vários modelos com a finalidade de reduzir as medidas de erro de previsão. Este trabalho apresenta uma comparação da acurácia dos modelos individuais e das técnicas de combinação. Os modelos individuais incluídos nas técnicas de combinação são os modelos da família GARCH, o modelo de Alisamento Exponencial e o de Volatilidade Estocástica. Já as técnicas de combinação escolhidas foram a técnica de combinação por média aritmética, a técnica de combinação de pesos fixos proposta por Granger e Ramanathan (1984), a técnica de combinação com pesos móvel de Terui e Djik (2002). / The realization of forecasts of volatility is an activity of extreme importance for companies and economy agents, however to utilize only one model to obtain them could be insuficient to incorporate all the knowledge associated to the ambient of previsions. The technics of combination of forecasts have as its main objective to incorporate various models with the finality to reduce the measures of error of prediction. This work presents a comparision of the acuracy of the individual models and of the combination technics. The individual models included on the technics of combination are the models of the family GARCH, the model of Exponentially Weighted Moving Averages. Thus the technics of combination chosen were the technic of combination by arithmetic average, the technic of fixed weights proposed by Granger and Ramanathan (1984), the technic of combination of movable weights of Terui e Djik (2002).

Nesta pesquisa, composta por três ensaios, buscamos resultados que contribuam com informações sobre três temas relevantes na área de finanças: o impacto de normas internacionais na qualidade da informação contábil; quantidades e estrutura de dependência entre commodities alimentares e o petróleo; e o estudo da relação entre o retorno e a volatilidade implícita de um fundo do mercado do petróleo. Em particular, trabalhamos para sugerir novas estratégias, com formas alternativas para a solução de problemas relacionados a esses temas. No primeiro ensaio, adotamos uma estratégia empírica, em duas etapas, para avaliar o impacto das normas internacionais de contabilidade (IFRS) na qualidade da informação contábil. Na primeira, construímos grupos de controle, por meio de um pareamento por escore de propensão, com a intenção de selecionar um contrafactual para avaliar o impacto das IFRS no Brasil. A busca e o uso de contrafactuais para a avaliação de normas contábeis ainda não foi explorado de forma adequada nos estudos específicos para o país. Na segunda etapa, estimamos modelos de painel para medidas de qualidade da informação. Os resultados apontaram para o efeito positivo da adoção de normas sobre a qualidade da informação contábil para as empresas avaliadas. No ensaio número dois, calculamos medidas de dependência entre as principais commodities alimentares e o petróleo, e testamos a existência de neutralidade entre esses mercados. Além disso, investigamos mudanças na estrutura de dependência ao passar de um período de estabilidade para um de crises. Para tanto, adotamos um procedimento que envolveu a estimação de valores para as marginais com modelos ARMA-GARCH, estimação de cópulas não paramétricas, via kernel, e cálculos aproximados de medidas de dependência. Também construímos intervalos de confi-ança para essas medidas de dependência utilizando técnicas de block bootstrap. De posse dos resultados dos intervalos refutarmos, de maneira geral, a hipótese de neutralidade entre esses mercados. Outro ponto a se destacar foi a mudança da estrutura de dependência observada ao passar de um período de estabilidade para um período de crises. Finalmente, no terceiro ensaio, realizamos a avaliação da relação entre o retorno e a volatilidade de um fundo representativo do mercado de petróleo e seu respectivo índice de volatilidade esperada. Neste ensaio, em particular, nos dedicamos na análise da não linearidade e assimetria entre os diferentes quantis de volatilidade. Com base nos resultados de regressões quantílicas e na análise não paramétrica do método B-splines, encontramos resultados que apontam para respostas de retornos negativos mais intensos do que positivos, em especial nos extremos da distribuição. E ainda, que existe uma relação no formato de "S" inclinado entre as variáveis, em forma de “U” para retornos ne-gativos e “U” invertido para retornos positivos, nos quantis (0.05, 0.90 e 0.95) de volatilidade. / In this research, composed of three essays, we seek results that contribute to information on three relevant topics in the finance: the impact of international standards on the accounting information quality; Quantities and structure of dependence between grain commodities and oil; and the study of the relationship between return-volatility of an oil investment fund. In particular, we work to suggest new strategies, with alternative ways to solve problems related to these themes. In the first essay, we adopted a two-stage empirical strategy to assess the impact of international accounting standards (IFRS) on the accounting information quality. In the first stage, we constructed control groups, through a pairing by propensity score macthing, with the intention of selecting a counterfactual to evaluate the impact of IFRS in Brazil. The search and use of counterfactuals for the evaluation of accounting standards has not yet been adequately explored in the specific s tudies f or B razil. In the second s tep, we e stimate panel models for the main measures of information quality. The results pointed to the positive effect of adopting standards on the quality of accounting information for the companies evaluated. In essay number two, we calculated measures of dependence between the main grain commodities and oil, and we tested the existence of neutrality between these markets. In addition, we investigate changes in the dependency structure when moving from a period of stability to one of crisis. For that, we adopted a procedure that involved the estimation of values for the marginal ones with ARMA-GARCH models, estimation of non-parametric copulas, via kernel, and approximate calculations of dependence measures. We also constructed confidence intervals for these dependency measures using blockbootstrap techniques. With the results of the intervals, we refute the hypothesis of neutrality between these markets, in general. Another point to highlight was the change in the structure of dependence observed when changing from one period of stability to another of crises. Finally, in the third essay, we evaluated the relationship between the return and the volatility of a fund representative of the oil market and its expected volatility index. In this essay, in particular, we focus on the analysis of nonlinearity and asymmetry between the different quantile of volatility. Based on the results of quantile regressions and the non-parametric analysis of the B-splines method, we find results that point to responses of negative returns that are more intense than positive, especially at the extremes of the distribution. Also, there is an "S"-shaped relationship between the variables, in the form of "U"-shaped for negative returns and "U"-shaped inverted for positive returns, for the quantis (0.05, 0.90 and 0.95) of volatility.

O presente trabalho tem como objetivo analisar a volatilidade dos mercados de renda fixa e renda variável no Brasil, no período de março de 1986 até fevereiro de 2006, por meio do CDI (Certificado de Depósito Interfinanceiro) e IRF-M (Índice de Renda Fixa de Mercado), como indicadores do mercado de renda fixa, e o IBOVESPA (Índice da BOVESPA), como indicador de renda variável. Por meio da comparação da volatilidade destes ativos é possível observar se há coincidência temporal entre os dois mercados, em relação aos picos de volatilidade devido, principalmente, a influência de variáveis macroeconômicas. Tal análise é importante para que os gestores de portfólios, que tomam decisões de como alocar os investimentos, conheçam o histórico e o corrente relacionamento entre as volatilidades dos dois mercados. As volatilidades do mercado de renda fixa e do mercado de renda variável foram calculadas por meio do desvio padrão anual dos retornos mensais e por meio de um modelo GARCH(1,1). Os resultados mostram que, no Brasil, durante o período analisado, os dois mercados apresentaram: períodos coincidentes de picos de volatilidade, grande mudança no padrão comportamental das volatilidades após a implantação do Plano Real e pouca estabilidade na relação entre as volatilidades. / This work aims to study the volatility of the fixed income market and the stock market in Brazil, from March 1986 to February 2006, through CDI (Interbank Interest Rate), IRF-M (Fixed Income Index), as a fixed income market indicators, and IBOVESPA (BOVESPA index), as a stock market indicator. Through the comparison of the volatility of these assets it is possible to observe if there is time frame coincidence between the two markets, in relation to the peaks of volatility due to, mainly the influence of macroeconomics variables. Such analysis is important so that portfolio managers, responsible for decisions such investments allocation, know the history and the actual relationship between the markets volatility. Such analysis is important so that portfolio managers, responsible for decisions such investments allocation, know the history and the actual relationship between the markets volatility. Those fixed income market and stock markets volatilities were calculated through the annual standard deviation of the monthly returns and from a GARCH(1,1) model. The results show that, in Brazil, during the studied period, both markets presents: coincident volatility peaks periods, high change in the behavioral pattern of volatility after the deployment of the Plano Real and little stability in the relationship between the volatility.

A dívida pública apresentou uma profunda deterioração a partir do início do plano Real, destacando-se os dois choques cambiais: de 1999 e 2002. De acordo com a literatura sobre o tema as questões institucionais e a composição patrimonial desempenham um importante papel para explicar o comportamento da dívida. O presente trabalho pretende avaliar os fatores que levaram ao aumento da dívida pública no período recente, pós-plano Real. Para tal busca-se entender o arcabouço regulatório e macroeconômico em que se insere a dívida pública brasileira. Feito isto, busca-se compreender não só o montante da dívida, mas também a sua composição e os seus prazos de vencimento. Assim, pretende-se evidenciar como a composição, prazos de vencimentos e arcabouço regulatório afetam o desempenho fiscal. Alguns fatores mostram que a concentração da dívida atrelada a indexadores como a taxa de câmbio e a taxa SELIC tornam o comportamento da dívida muito volátil em momentos de crise e, por conseguinte, provocariam uma deterioração fiscal. A redução do risco sistêmico e a migração de títulos pós-fixados para prefixados levaria a uma redução do risco (volatilidade) da dívida. Por outro lado, a utilização de títulos prefixados pode significar custos maiores em momentos de estabilidade e prazos menores, devido aos riscos inerentes à economia brasileira. Os resultados obtidos evidenciam um grande aumento da volatilidade da dívida em 1999 e em 2002, períodos que foram marcados pela elevada participação de títulos atrelados ao câmbio e à taxa SELIC. A partir do governo Lula evidencia-se um melhor resultado das contas públicas em virtude da evolução do arcabouço institucional, iniciado no Plano Real, e a redução da volatilidade da dívida. Destaca-se também a volta de uma participação significativa dos títulos prefixados, o que não se observava desde os anos iniciais do plano-Real. / The public debt has presented a profound deterioration since the implementation of the Real plan, emphasizing the two shocks that affected the Brazilian exchange rate in 1999 and in 2002. In accordance with the literature concerning this theme institutional issues and the public debt index composition have an important role in order to explain public debt`s evolution. This paper intends to evaluate the factors that caused the recent public debt`s increase after the Real plan. In order to achieve it, this dissertation tries to explore the regulatory and the macroeconomic environment embodied in Brazil. After that, it tries to comprehend not only public debt`s amount, but also its composition and debt term. So, this dissertation intends to provide evidence how public debt`s composition, debt term and regulatory issues affect the fiscal result. Some factors provide evidence that debt indexed by the exchange rate and the interest rate SELIC cause a volatile behavior during crisis resulting in a fiscal deterioration. The systemic risk reduction and the migration from not fixed indexed bonds to fixed indexed bonds would reduce debt`s risk (volatility). However, the utilization of fixed indexed bonds can represent higher costs and larger debt term during stability moments due to the risks associated to the Brazilian economy. The results obtained provide evidence on the great increase in the debt`s volatility in 1999 and in 2002, periods that were distinguished by strong participation of bonds indexed to the exchange rate and SELIC rate. Since president Lula government it`s perceived a better fiscal result due to the evolution of the institutional environment, after the Real plan implementation, and also public debt`s volatile reduction. We emphasize also the return of a significant participation of fixed bonds, a fact that wasn`t observed since initial years of the Real plan implementation.

Uma das informações mais importantes no mercado financeiro é a variabilidade de um ativo. Diversos modelos foram propostos na literatura com o intuito de avaliar este fenômeno. Dentre eles podemos destacar os modelos GARCH. Este trabalho propõe o uso do método Monte Carlo Hamiltoniano (HMC) para a estimação dos parâmetros do modelo GARCH univariado e multivariado. Estudos de simulação são realizados e as estimativas comparadas com o método de estimação Metropolis-Hastings presente no pacote BayesDccGarch. Além disso, compara-se os resultados do método HMC com a metodologia adotada no pacote rstan. Por fim, é realizado uma aplicação a dados reais utilizando o DCC-GARCH bivariado e os métodos de estimação HMC e Metropolis-Hastings. / One of the most important informations in financial market is variability of an asset. Several models have been proposed in literature with a view of to evaluate this phenomenon. Among them we have the GARCH models. This paper use Hamiltonian Monte Carlo (HMC) methods for estimation of parameters univariate and multivariate GARCH models. Simulation studies are performed and the estimatives compared with Metropolis-Hastings methods of the BayesDcc- Garch package. Also, we compared the results of HMC method with the methodology present in rstan package. Finally, a application with real data is performed using bivariate DCC-GARCH and the methods of estimation HMC and Metropolis-Hastings.

[pt] O presente trabalho visa generalizar a modelagem do tempo entre os negócios ocorridos no mercado financeiro, doravante chamado duração, e estudar os impactos destas duraçõoes sobre a volatilidade instântanea. O estudo foi realizado por meio do modelo linear ACD (autoregression conditional duration) proposto por Engel e Russel[3], os quais usaram a distribuição Exponencial e Weibull para as inovações, e o modelo GARCH-t para dados com alta freqüência para modelar a volatilidade instântanea, também usando a proposição de Engel e Russel[3]. A generalização faz uso da Gama Generalizada proposta em Zhang, Russel & Tsay[9] em um modelo de duração não linear conhecido como TACD (threshold autoregressive conditional duration). A justificativa para o estudo das durações com a Gama Generalizada é obter uma modelo mais flexível que o proposto por Engel e Russel[3]. Os resultados do modelo ACD com as inovações seguindo uma Gama Generalizada se mostrou mais adequado capturando a sub-dispersão dos dados. A seguir estimamos o modelo de volatilidade instantânea usando as durações estimadas como variáveis explicativas encontrando resultados compatíveis com a literatura. / [en] This work generalizes the duration model, the time elapsed between two consecutive transactions, such as financial transactions data; and explores the consequences of durations in the instantaneous volatility. The approach have been motivated by Engel and Russel[3], that proposed an autoregressive conditional duration (ACD) model to explain the variation of volatility, where the innovations proposes were Exponential andWeibull distributions. Besides they used the GARCH-t to modeling the instantaneous volatility in high frequency data. This work uses the Generalized Gamma to the innovations in order to generalize the ACD model, this distribution has been first suggested by Zhang, Russel and Tsay[9], in the threshold ACD (TACD) framework. We justify the generalized Gamma specification in order to allow for more flexibility than the ACD model of Engel and Russel[3]. We find evidences that the ACD model with this specification was better to captur the behavior such as sub- dispersion.

A volatilidade implícita é um importante tema no campo das Finanças. Do ponto de vista acadêmico, é crescente o número de pesquisas sobre o conteúdo informacional embutido no preço dos ativos. Na visão do mercado, a volatilidade implícita pode ser negociada diretamente no mercado de derivativos como um ativo, permitindo o seu emprego para diversificação de riscos em carteiras de investimentos. No entanto, o mercado brasileiro carece de um índice de volatilidade oficial e os estudos sobre o tema no Brasil são bastante limitados, sendo urgente a proposta de métodos de obtenção deste índice coerentes com o cenário de liquidez. Assim, essa pesquisa tem como objetivo analisar o conteúdo informacional da volatilidade implícita no Brasil. Para isso foi necessário estimar um índice de volatilidade implícita para o mercado brasileiro (“VIX Brasil”), investigar o impacto da liquidez na volatilidade implícita, analisar a capacidade preditiva da volatilidade implícita em relação à volatilidade realizada futura e verificar a sua eficiência na emissão de sinais de proximidade de eventos de stress. Foram utilizados dados diários sobre o mercado de opções sobre índice de 2002 a 2013. Os principais resultados sugerem que a liquidez das opções afeta a variabilidade da volatilidade implícita ao longo do tempo. Em relação ao conteúdo informacional da volatilidade implícita no Brasil, obteve-se indícios de que (i) há significativa relação com o retorno da bolsa, sendo esta uma relação assimétrica e concentrada nos extremos da distribuição; (ii) a volatilidade implícita brasileira possui informações sobre volatilidade futura realizada além daquela contida na volatilidade histórica, porém é um estimador viesado e ineficiente; (iii) o “VIX Brasil” possui capacidade sinalizadora da proximidade de eventos de stress, em especial quando utiliza-se o limiar de 10% sobre a sua média móvel de 90 dias como abordagem de emissão de sinal. / The Implied volatility is an important topic of research in Finance. From the academics point of view, there is a growing interest in the information embedded in asset prices. From the practitioners view, the implied volatility can be directly traded in the derivatives market as an asset, being a tool for risk diversification in investment portfolios. However, the Brazilian capital market lacks an official volatility index and studies on the subject in Brazil are very limited. Hence, models for volatilities indexes consistent with the liquidity scenario of the Brazilian market are an urgent issue. Thus, this research aims to analyse the information content of implied volatility in Brazil. For achieving this goal, it was necessary to estimate an implied volatility index for the Brazilian market ("VIX Brazil"), to investigate the impact of liquidity in implied volatility, to analyse the predictive power of implied volatility for the future realized volatility and to check its efficiency for issuing early warning signals (EWS) of stress events. Daily data on the options market index over 2002 to 2013 were used. The main results suggest that the liquidity of options affects the variability of implied volatility over time. Regarding the information content of implied volatility in Brazil, evidence was obtained that (i) there is significant relationship with the market return, which is an asymmetric relationship and concentrated at the tails of the probability distribution; (ii) the Brazilian implied volatility has information about the future realized volatility than that contained in the historical volatility, but it´s a biased and inefficient estimator; (iii) the "VIX Brazil" has signalling power concerning the proximity of stress events, especially when it is used the 10% threshold on its moving average 90 days as signal emission approach.

A realização de previsões de volatilidade é uma atividade de suma importância para empresas e agentes econômicos, entretanto utilizar-se de apenas um modelo para obtê-las pode não ser suficiente para incorporar todo o conhecimento associado ao ambiente de previsões. As técnicas de combinação de previsões podem incorporar todo o conhecimento associado ao ambiente de previsão. As técnicas de combinação têm como objetivo principal incorporar vários modelos com a finalidade de reduzir as medidas de erro de previsão. Este trabalho apresenta uma comparação da acurácia dos modelos individuais e das técnicas de combinação. Os modelos individuais incluídos nas técnicas de combinação são os modelos da família GARCH, o modelo de Alisamento Exponencial e o de Volatilidade Estocástica. Já as técnicas de combinação escolhidas foram a técnica de combinação por média aritmética, a técnica de combinação de pesos fixos proposta por Granger e Ramanathan (1984), a técnica de combinação com pesos móvel de Terui e Djik (2002). / The realization of forecasts of volatility is an activity of extreme importance for companies and economy agents, however to utilize only one model to obtain them could be insuficient to incorporate all the knowledge associated to the ambient of previsions. The technics of combination of forecasts have as its main objective to incorporate various models with the finality to reduce the measures of error of prediction. This work presents a comparision of the acuracy of the individual models and of the combination technics. The individual models included on the technics of combination are the models of the family GARCH, the model of Exponentially Weighted Moving Averages. Thus the technics of combination chosen were the technic of combination by arithmetic average, the technic of fixed weights proposed by Granger and Ramanathan (1984), the technic of combination of movable weights of Terui e Djik (2002).