Modeling extreme events in financial markets: theory and applications

Abstract

In this thesis, we employ univariate and multivariate extreme value theory in order to investigate the behaviour of extremes during various booms and crashes in financial markets. We select some of the most important periods in financial markets, such as the global financial crisis and the European debt crisis. As for the univariate extreme value theory, we propose a parametric bootstrap bias-corrected approach to test the reliability of risk measures and financial risk trends in the Athens stock exchange (ASE) before and after capital controls on banking outflow funds. We also propose a non-parametric bias-corrected approach to investigate the structure of financial risk in UK financial markets during the global financial crisis. As for the multivariate extreme value theory, we investigate the effect of restrictions on transactions, due to capital controls in ASE, on tail dependence structure of return exceedances and transaction volumes using bivariate extreme value theory. We propose a parametric bootstrap bias-corrected approach to obtain more accurate results, comparing dissimilarly-sized samples. We also apply the previous procedure to investigate the tail dependence structure of the returns of the ten largest cryptocurrencies in a pairwise comparison, estimating an extreme correlation coefficient. Finally, we propose an asymmetric exceedance-time model with optimal thresholds, which allows us to examine the impact of extreme downside and upside extreme events and to determine how the duration between past and present extreme shocks affects the dependent variable. We apply our model to the exchange and equity markets to better understand the interactions between these two markets during extremely volatile periods.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή, χρησιμοποιούμε την μονομεταβλητή και πολυμεταβλητή θεωρία ακραίων τιμών προκειμένου να ερευνήσουμε τη συμπεριφορά των ακραίων καταστάσεων στις χρηματοπιστωτικές αγορές. Όσον αφορά την μονομεταβλητή θεωρία ακραίων τιμών, προτείνουμε μια απλοποιημένη εκδοχή μιας παραμετρικής διόρθωσης bοοtstrap για να ελέγξουμε την αξιοπιστία των μέτρων κινδύνου και των τάσεων του χρηματοοικονομικού κινδύνου στο Χρηματιστήριο Αθηνών πριν και μετά τους ελέγχους κεφαλαίου των τραπεζικών funds. Προτείνουμε επίσης μια μη παραμετρική προσέγγιση διόρθωσης μεροληψίας στις χρηματοπιστωτικές αγορές του Ηνωμένου Βασιλείου. Όσον αφορά την πολυμεταβλητή θεωρία ακραίων τιμών, διερευνούμε την επίδραση των περιορισμών στις συναλλαγές, λόγω των ελέγχων κεφαλαίου στο χρηματιστήριο αξιών Αθηνών χρησιμοποιώντας διμεταβλητή θεωρία ακραίων τιμών. Χρησιμοποιούμε επίσης την προαναφερθείσα μέθοδο για να ερευνήσουμε τη δομή εξάρτησης ουράς των αποδόσεων των δέκα μεγαλύτερων κρυπονομισμάτων σε σύγκριση ανά ζεύγος, εκτιμώντας έναν συντελεστή ακραίας συσχέτισης. Τέλος, προτείνουμε ένα μοντέλο ασύμμετρης υπέρβασης-χρόνου με βέλτιστα κατώτατα όρια, το οποίο μας επιτρέπει να εξετάσουμε τον αντίκτυπο των ακραίων συμβάντων προς τα κάτω και προς τα πάνω και να καθορίσουμε τον τρόπο με τον οποίο η διάρκεια μεταξύ παλαιών και σημερινών ακραίων κρίσεων επηρεάζει τη εξαρτημένη μεταβλητή. Εφαρμόζουμε το μοντέλο μας στις αγορές συναλλάγματος και μετοχών για να κατανοήσουμε καλύτερα τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ αυτών των δύο αγορών σε εξαιρετικά ασταθείς περιόδους.