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Le mouvement brownien fractionnaire (mbf) constitue un important outil de modélisation utilisé dans plusieurs domaines (biologie, économie, finance, géologie, hydrologie, télécommunications, etc.) ; toutefois, ce modèle ne parvient pas toujours à donner une description suffisamment fidèle de la réalité, à cause, entre autres, des deux limitations suivantes : d’une part le mbf est un processus gaussien, et d’autre part, sa rugosité locale (mesurée par un exposant de Hölder) reste la même tout le long de sa trajectoire, puisque cette rugosité est partout égale au paramètre de Hurst H qui est une constante. En vue d'y remédier, S. Stoev et M.S. Taqqu (2004 et 2005) ont introduit le mouvement multifractionnaire stable linéaire (mmsl) ; ce processus stochastique strictement α-stable (StαS), désigné par {Y(t)}t, est obtenu en remplaçant la mesure brownienne par une mesure StαS et le paramètre de Hurst H par une fonction H(.) dépendant de t. On se place systématiquement dans le cas où cette fonction est continue et à valeurs dans l’intervalle ouvert ]1/α,1[. Il convient aussi de noter que l’on a pour tout t, Y(t)=X(t,H(t)), où {X(u,v)}(u,v) est le champ stochastique StαS, tel que pour tout v fixé, le processus {X(u,v)}u est un mouvement fractionnaire stable linéaire. L'objectif de la thèse est de mener une étude approfondie du mmsl, au moyen de méthodes d’ondelettes ; elle consiste principalement en trois parties. (1) On détermine de fins modules de continuité, globaux et locaux de {Y(t)}t ; cela repose essentiellement sur une nouvelle représentation de {X(u,v)}(u,v), sous la forme d’une série aléatoire, dont on montre la convergence presque sûre dans certains espaces de Hölder. (2) On introduit, via la base de Haar, une autre représentation de {X(u,v)}(u,v) en série aléatoire ; cette dernière permet la mise en place d'une méthode de simulation efficace du mmsl, ainsi que de ses parties hautes et basses fréquences. (3) On construit des estimateurs par ondelettes du paramètre fonctionnel H(.) du mmsl, ainsi que de son paramètre de stabilité α. / Fractional Brownian Motion (FBM) is an important tool in modeling used in several areas (biology, economics, finance, geology, hydrology, telecommunications, and so on); however, this model does not always give a sufficiently accurate description of reality, two important ones among its limitations, are the following: on one hand, FBM is a Gaussian process, and on the other hand, its local roughness (measured through a Hölder exponent) remains the same all along its path, since this roughness is everywhere equal to the Hurst parameter H which is a constant. In order to overcome the latter two limitations, S. Stoev and M.S. Taqqu (2004 and 2005) introduced Linear Multifractional Stable Motion (LMSM); this strictly α-stable (StαS) stochastic process, denoted by {Y(t)}t , is obtained by replacing the Brownian measure by a StαS one and the Hurst parameter H by a function H(.) depending on t. One assumes the latter function to be continuous and with values in the open interval (1/α,1). Also, it is worth noticing that one has for all t, Y(t)=X(t,H(t)), where {X(u,v)}(u,v) is the StαS stochastic field, such that for all fixed v, the process {X(u,v)}u is a Linear Fractional Stable Motion. The goal of the thesis is to conduct a thorough study on LMSM by making use of wavelet methods; it mainly consists into three parts. (1) One determines, sharp global and local moduli of continuity for {Y(t)}t; this mainly relies on a new representation of {X(u,v)}(u,v), as a random series which almost surely converges in some Hölder spaces. (2) One introduces, via the Haar basis, another random series representation of {X(u,v)}(u,v); the latter representation allows to derive an efficient simulation for LMSM as well as its high and low frequency parts. (3) One constructs wavelet estimators of the functional parameter H(.) of LMSM and of its stability parameter α.

Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-05-08T16:05:39Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcus da Silva.pdf: 1242912 bytes, checksum: 85e120dde646a318d8c3d3f29ca09fa0 (MD5) / Rejected by Alda Lima da Silva(sivalda@ufba.br), reason: Documento de Física on 2013-05-08T18:28:00Z (GMT) / Submitted by Suelen Reis (suziy.ellen@gmail.com) on 2013-05-09T16:49:17Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcus da Silva.pdf: 1242912 bytes, checksum: 85e120dde646a318d8c3d3f29ca09fa0 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-05-09T17:06:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcus da Silva.pdf: 1242912 bytes, checksum: 85e120dde646a318d8c3d3f29ca09fa0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-09T17:06:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcus da Silva.pdf: 1242912 bytes, checksum: 85e120dde646a318d8c3d3f29ca09fa0 (MD5) Previous issue date: 2009 / Este trabalho usa conceitos da propriedade persistência para descrever o comportamento das flutuações cambiais entre os regimes de câmbio fixo e câmbio flutuante. Para tanto, fez-se uso do cálculo do Expoente de Hurst, que é uma ferramenta que pode expressar a propriedade persistência de um determinado perfil. A determinação deste expoente foi via método RMS, que relaciona o desvio padrão médio (ou rugosidade média) de um perfil (no nosso caso esse perfil é a cotação diária do dólar) com intervalos de tempos determinados. Quando há uma lei de potência entre os valores das rugosidades médias com os intervalos de tempo considerados, então o expoente desta lei é denominado por expoente de Hurst. O primeiro objetivo deste trabalho é, a partir da análise de Hurst, observar o comportamento da mudança entre os regimes de câmbio fixo e câmbio flutuante dos países em desenvolvimento Brasil, México e Argentina. O segundo é o de observar, também a partir da análise de Hurst, se há um comportamento padrão do regime de câmbio flutuante para os países desenvolvidos Canadá e Austrália; caso isso ocorra, associaremos eficiência do mercado de câmbio com o expoente de Hurst. Observamos que houve um comportamento padrão dos países em desenvolvimento na mudança entre os dois regimes cambiais. Este padrão foi caracterizado por persistência; seguido por um rápido decrescimento para valores antipersistentes e seguido de um rápido crescimento para valores persistentes. Foi observado que os valores médios do expoente de Hurst para os países em desenvolvimento se afastaram mais do valor 0,5 (movimento Browniano ordinário) do que os países desenvolvidos, o que corrobora a hipótese de que a eficiência do mercado de câmbio está associada ao movimento browniano ordinário. / Salvador

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:32Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-11-28Bitstream added on 2014-06-13T20:14:07Z : No. of bitstreams: 1 chierice_raf_me_rcla.pdf: 1383508 bytes, checksum: 8e5eaa7766baf0646d461c6bd8038600 (MD5) / Uma série temporal de precipitações pluviométricas, ou simplesmente chuvas, retratam um sistema de grande complexidade devido à influência de vários fatores naturais tais como: umidade, temperatura, pressão atmosférica, topografia, sazonalidade, entre outros. Nossa série temporal consiste dos registros diários de chuvas, medidos em milímetros (mm), desde 1o de fevereiro de 1955 a 31 de dezembro de 2000, totalizando 16.771 dados. O objetivo deste trabalho é enfatizar o uso de alguns métodos recentes que podem ser aplicados as séries temporais de sistemas complexos, como decomposição por wavelets, escalogramas, e expoente de Hurst, obtendo informações sobre persistência e propriedades de longo alcance do sistema. Então, calculamos o expoente de Hurst por dois métodos: o método R/S e o wavelet, mostrando resultados equivalentes. A importância de tal estudo é mostrar que diferentes métodos fornecem o mesmo resultado. Em sistemas complexos, este é um fato significativo. / A temporal series of pluviometric precipitations, or simply rain, is an example of great complexity system due to the influence of various natural factors such as: humidity, temperature, atmospheric pressure, topography, seasonality among others. Our temporal series consists of daily records of rain, measured in millimeters (mm), from February 1, 1955 to December 31, 2000, summing up 16.771 data. The aim of this work is to emphasize the use of some new methods that can be applied to temporal series of complex systems, as decomposition by wavelets, scalograms, and Hurst exponent and get information about persistence and long-run properties of the system. Then, we calculate the Hurst exponent by two methods: by the R/S method and by wavelet, showing equivalent results. The importance of such study is to show that different methods give the same result. In complex systems, this is a significant fact.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2015-03-06T18:46:20Z No. of bitstreams: 1 2014_ThiagoVedoVatto.pdf: 781241 bytes, checksum: 0a011c9bda5b5cb1aaf474885f8da458 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2015-03-16T16:42:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_ThiagoVedoVatto.pdf: 781241 bytes, checksum: 0a011c9bda5b5cb1aaf474885f8da458 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-16T16:42:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_ThiagoVedoVatto.pdf: 781241 bytes, checksum: 0a011c9bda5b5cb1aaf474885f8da458 (MD5) / O Coeficiente de Hurst pode ser usado como medida de memória longa para uma série temporal. Nesse trabalho investiga-se o desempenho de alguns métodos de estimação do coeficiente de Hurst, com foco nos testes clássicos realizados sobre ruídos brancos gaussianos e em ruídos brancos que sigam distribuições com caudas longas (Cauchy e α- estável). Investiga-se o desempenho dos estimadores em séries temporais que apresentem quebras estruturais no decorrer do tempo. Uma última bateria de testes verifica o desempenho em séries temporais com diferentes configurações de construção de subséries no algoritmo de estimação. ___________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Hurst exponent can be used as a measure of long memory in time series. In this paper we investigate the performance of some methods of estimating the Hurst exponent , with a focus on classic tests of Gaussian white noise and white noise that follow distributions with long tails (Cauchy and α-stable). We investigate the performance of the estimation for time series showing structural breaks over time. A final set of tests verifies the performance in time series with different settings for the construction of subseries in the estimation algorithm .

Ao se tratar de mercado de capitais, dentre seus principais fatores de análise, encontra-se a discussão a respeito da teoria de eficiência de mercado que é uma teoria que diverge em relação ao comportamento do preço dos ativos, no que diz respeito à sua linearidade ou não. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo analisar o comportamento dos principais índices das dez maiores bolsas de valores do mercado, durante o período de junho de 1999 a junho de 2009. Para realização de tal análise foi utilizada a estatística R/S e o cálculo do Expoente de Hurst, por sua vez, validado pelo Teste Estatístico de Wald. A utilização desta metodologia permitiu investigar a presença da memória longa persistente, anti-persistente ou a identificação de um passeio aleatório. Os resultados evidenciaram que, de modo geral, os índices apresentaram presença de memória longa persistente na maior parte do período analisado, devendo-se ressaltar que apenas no período próximo à crise financeira de 2008 foi possível identificar forte presença de um comportamento aleatório. Assim, foi possível aceitar a hipótese de que os mercados são ineficientes na maioria das séries históricas de retornos dos índices. / When it comes to the capital market, among its main factors of analysis, it´s found the debate concerning the market efficiency theory, which is a theory that differs in relation to the behavior of the asset´s price, concerning its linearity or not. In this way, this work aims to analyse the behavior of the main index of the ten major stock market, from june 1999 until june 2009. To the achievement of such analysis it was used the R/S statistics and the Hurst Exponent, which was, validadet by the Wald Test Statistics. The employment of such methodology allowed to investigate the presence of the long persistence memory, anti-persistence or the identification of a random walk. The results showed that, on the whole, the indexes showed the presence of the long persistence memory most of the analysed period, saying the only in the period close to the financial crisis of 2008, it was possible to identify a relevant presence of a random behavior. So, it was possible to accept the hipothesis that the markets are ineffectual in most of the historical series of restoration of indexes.

Made available in DSpace on 2015-04-22T22:07:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edilson de Carvalho.pdf: 3411203 bytes, checksum: 3680ef9a40a81ca8cea6def9615ac55d (MD5) Previous issue date: 2012-12-10 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In this work we analyzed, on the multifractal perspective, the rainfall records from sixteen meteorological stations located in Brazil, especially in the Amazônia, in the towns of Altamira, Araguatins, Cáceres, Corumba, Cruzeiro do Sul, Guaíra, Ibotirama, Manaus, Oriximiná, Piranhas, Porto Velho, Santa Terezinha de Goiás, Santarém, São Paulo de Olivença, Tucuruí and Xambioá. As well the the records of the sea surface temperature anomalies-SSTA for seven regions located in the Atlantic and Pacific oceans, named North Atlantic, South Atlantic and Tropical Atlantic, in the Atlantic ocean, and Nino 1 + 2, Nino 3, Nino 4 and Nino 3:4, in the Pacific ocean. Using the MF-DFA methodology with the addition of the step zero, we calculated the multifractal spectra of the time series related to the rainfall and SSTA records. Also we obtained the correlation between the rainfall and the SSTA data, finding a weak correlation between these series. Based on the Multiplicative Multinomial d-Process, we simulated the zeros in the rainfall series, using the parameters obtained through the polynomial adjustments on the multifractal spectra. Keywords: Time series; rainfall; Multifractality; Hurst exponent / Analisamos neste trabalho, sobre a perspectiva multifractal, os registros de chuva de dezesseis estações meteorológicas localizadas no Brasil e em especial na Amazônia, situadas nas cidades de Altamira, Araguatins, Cáceres, Corumba, Cruzeiro do Sul, Guaíra, Ibotirama, Manaus, Oriximiná, Piranhas, Porto Velho, Santa Terezinha de Goiás, Santarém, São Paulo de Olivença, Tucuruí e Xambioá. Examinamos também, registros de anomalias de temperatura na superfície do mar (SSTA) relativos a sete regiões localizadas no oceanos Atlântico e Pacífico denominadas de Atlântico Norte, Atlântico Sul e Atlântico Tropical no oceano Atlântico e as regiões Nino 1 + 2, Nino 3, Nino 4 e Nino 3:4. Calculamos os espectros multifractais das séries temporais estudadas, referentes aos dados de chuva e de SSTA, utilizando a metodologia MF-DFA com inclusão do passo zero. Medimos os coeficientes de correlação entre os dados de chuva em relação aos dados de SSTA, encontrando uma fraca correlação entre as séries. Com base no d-Processo Multiplicativo Multinomial simulamos zeros em séries de chuva por meio de parâmetros obtidos através de ajustes polinomiais dos espectros multifractais

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-12-20Bitstream added on 2014-06-13T19:32:42Z : No. of bitstreams: 1 favaretto_ab_me_rcla.pdf: 1219340 bytes, checksum: 8add91d75469d4bb5abdc17d48f9449e (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os sinais analisados são séries temporais de precipitações pluviométricas ou simplesmente denominadas chuvas, que sofrem influências de outras variáveis atmosféricas, como a temperatura, pressão, vento, relevo, posição geográfica, sazonalidade, dentre outras, constituindo um sistema complexo. Estas séries temporais de chuvas, foram obtidas de 48 postos de coleta de dados, com medidas diária, em (mm), de quantidade de chuva, pertencentes a 38 municípios, localizados nas 9 regiões climáticas do Estado de São Paulo, proposto por Monteiro (1973). Os valores do expoente de Hurst, destas séries temporais, foram estimados com o método conhecido como análise R/S, o método utilizando a transformada de Fourier e o método utilizando a transformada de wavelets. A análise R/S e o método utilizando a transformada de Fourier apresentaram resultados equivalentes, mostrando coerência e grande importância na análise de sistemas complexos, objeto deste estudo. O método utilizando a transformada de wavelets, forneceu alguns resultados coerentes, uma grande parte, com resultados superestimados e uma pequena parte, com resultados subestimados, em relação aos outros dois métodos, mostrando-se inadequado para esta análise. / We analyze temporal series associated to pluvial precipitations, best known as rain, The latter depends on temperature, pressure, landscape, location and season, among many other atmospheric variables, thus qualifying as a complex system. These rain's temporal series were obtained from 48 data collection posts, with daily rain measurements (in mm), associated to 38 counties within the nine climatic regions of the State of São Paulo. The values of the time series Hurst exponent, were computed by three methods namely: the R/S analysis method, a Fourier transform and the wavelet transform method. The first two yield coherent results, showing both the consistency and relevance of these methods when applied to complex systems, the main goal of this work. The wavelet method yielded higher and lower values for the Hurst exponent, thus probing the limitations of this method.

Ao se tratar de mercado de capitais, dentre seus principais fatores de análise, encontra-se a discussão a respeito da teoria de eficiência de mercado que é uma teoria que diverge em relação ao comportamento do preço dos ativos, no que diz respeito à sua linearidade ou não. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo analisar o comportamento dos principais índices das dez maiores bolsas de valores do mercado, durante o período de junho de 1999 a junho de 2009. Para realização de tal análise foi utilizada a estatística R/S e o cálculo do Expoente de Hurst, por sua vez, validado pelo Teste Estatístico de Wald. A utilização desta metodologia permitiu investigar a presença da memória longa persistente, anti-persistente ou a identificação de um passeio aleatório. Os resultados evidenciaram que, de modo geral, os índices apresentaram presença de memória longa persistente na maior parte do período analisado, devendo-se ressaltar que apenas no período próximo à crise financeira de 2008 foi possível identificar forte presença de um comportamento aleatório. Assim, foi possível aceitar a hipótese de que os mercados são ineficientes na maioria das séries históricas de retornos dos índices. / When it comes to the capital market, among its main factors of analysis, it´s found the debate concerning the market efficiency theory, which is a theory that differs in relation to the behavior of the asset´s price, concerning its linearity or not. In this way, this work aims to analyse the behavior of the main index of the ten major stock market, from june 1999 until june 2009. To the achievement of such analysis it was used the R/S statistics and the Hurst Exponent, which was, validadet by the Wald Test Statistics. The employment of such methodology allowed to investigate the presence of the long persistence memory, anti-persistence or the identification of a random walk. The results showed that, on the whole, the indexes showed the presence of the long persistence memory most of the analysed period, saying the only in the period close to the financial crisis of 2008, it was possible to identify a relevant presence of a random behavior. So, it was possible to accept the hipothesis that the markets are ineffectual in most of the historical series of restoration of indexes.

In this thesis we present a numerical and analytical study of modelling extremes in chaotic dynamical systems. We study a range of examples with different dependency structures, and different clustering characteristics. We compare our analysis to the extreme statistics observed for financial returns data, and hence consider the modelling potential of using chaotic systems for understanding financial returns. As part of the study we use the block maxima approach and the peak over threshold method to compute the distribution parameters that arise in the corresponding extreme value distributions. We compare these computations to the theoretical answers, and moreover we obtain error bounds on the rate of convergence of these schemes. In particular we investigate the optimal block size when applying the block maxima method. Since the time series of observations on a dynamical system have dependency we must therefore go beyond the classic approach of studying extremes for independent identically distributed random variables. This is the main purpose of our study. As part of this thesis, we also study clustering in financial returns, and again investigate the potential of using dynamical systems models. Moreover we can also compare numerical quantification of clustering with theoretical approaches. As further work, we measure the dependency structures in our models using a rescaled range analysis. We also make preliminary investigations into record statistics for dynamical systems models, and relate our findings to record statistics in financial data, and to other models (such as random walk models).