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Modelling Dependence with Copulas - IFOR
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9 <strong>Modelling</strong> Extremal Events in Practice<br />
The preceding results show that when pricing contracts which depend on simultaneous<br />
exceedences of high thresholds, knowledge of pairwise correlations and<br />
marginal distributions is not enough.<br />
The results could easily be generalized to the case <strong>with</strong> different margins, different<br />
pairwise correlations and l
9 <strong>Modelling</strong> Extremal Events in Practice The preceding results show that when pricing contracts which depend on simultaneous exceedences of high thresholds, knowledge of pairwise correlations and marginal distributions is not enough. The results could easily be generalized to the case <strong>with</strong> different margins, different pairwise correlations and l
9.2 The Perfect Storm • • ••• • • • • •• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• • • •• • • • • • • • • • • • • • • ••• • • • • • • • • • • • • •• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• • • • • • • • • • • • • • • • • •• • • • • • • • • • •• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • ••• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• • • • • • • • • • • • • • • • • • •• • • • • • • • • • • • •• • • • • • •• • • • • • • • • •• • • • • • • •• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• • • • • • • •• • •• • • •• • • • • • •• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• • • • •• • • • • • • • • • • • • • • • • • •• • • • • • • • • • • ••• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •• • • • • • • • • •• • • • • • • • •• • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • 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(X1,Y1) have a t 2 -copula, (X2,Y2) have a Gaussian copula and (X3,Y3) have a Clayton copula. All margins are t 4 -distributed and all pairs have linear correlation 0.64. 9.2 The Perfect Storm The upper left plot in figure 9.6 shows daily stock returns during a 4000 day period for BMW and Siemens stocks. It appears that a big fall in the stock price for e.g. the BMW stock also means a simultaneous big fall in the stock price for the Siemens stock. The understanding of how to model such phenomena is highly relevant. Extreme, synchronized rises and falls in financial markets occur infrequently – but they do occur. The problem <strong>with</strong> most models used is that they do not assign a high enough chance of occurrence to the scenario in which many things go wrong at the same time – the “perfect storm” scenario. In this chapter we will measure the “risk” of a linear portfolio of hypothetical equities. We will do this by considering risk measures which describe the tail of the distribution of the linear sum. To model a risky scenario such as the one shown in figure 9.6 we clearly need copulas <strong>with</strong> lower tail dependence, since the dependence structure of the observed data seems to have that property. The plots apart from the upper left plot show samples from bivariate distributions <strong>with</strong> t 4 -margins but different dependence structures. We have chosen t 4 -margins because heavy tailed margins seems to fit the data and we want the margins to have finite third moments since this is in line <strong>with</strong> what is often observed. Furthermore, all four plots show data <strong>with</strong> linear correlation 0.64, which is the empirical estimate for the data. One relevant question is the following: Given that a loss exceeds a high threshold, by how much can that threshold be exceeded? To try and answer this question, we will consider measuring the tail risk for a linear portfolio of stocks using a risk 73
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1 Motivation distributions. Hence w
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2 Copulas 1. DomC ′ = S 1 × S 2
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2 Copulas Theorem 2.3. If C ′ is
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2 Copulas Here C α1(X 1),α 2(X 2)
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2 Copulas . • Simulate a value u
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3 Dependence 3.2 Perfect Dependence
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3 Dependence Thus ∫∫ P[(X 1 −
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3 Dependence Proof. For both Kendal
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3 Dependence Definition 11. Let X a
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3 Dependence Furthermore if C is a
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