Nicel araştırma makalesi incelemesi
DOI: 10.3389/frevc.2025.1511074Aşırı Değer Bilgisi ve Dinamik Sıçramalar ile Ham Petrol Vadeli İşlem Oynaklığının Tahmini
Ham petrol vadeli işlem piyasaları; küresel ekonomik belirsizlikler, jeopolitik krizler ve salgınlar gibi şokların etkisiyle yüksek düzeyde fiyat oynaklığı sergilemektedir. Portföy yönetimi, risk değerlendirmesi ve türev ürün fiyatlandırması açısından oynaklığın doğru tahmini büyük önem taşır.
Makalenin anahtar kelimeleri
- Yazar
- Wenliang Shu & Huiyu Luo
- Yayın
- Tarih
- 2025
Makalenin Kapsamı ve Akademik İçeriği
Ham petrol, küresel sanayi üretimi ve taşımacılık açısından stratejik bir enerji kaynağı olup vadeli işlem piyasalarında gerçekleşen fiyat oynaklığı reel ekonomi ve finansal piyasalar üzerinde belirleyici etkilere sahiptir. Özellikle 2008 küresel finans krizi, 2020 COVID-19 küresel salgını ve 2022 Rusya-Ukrayna çatışması gibi majör olaylar ham petrol fiyatlarında ani ve büyük ölçekli dalgalanmalara yol açmıştır. Piyasa katılımcıları, risk yöneticileri ve politika yapıcılar için oynaklığın doğru tahmini varlık tahsisi ve risk yönetimi açısından kritik bir gerekliliktir. Geleneksel GARCH tipi ve stokastik oynaklık modelleri yalnızca günlük kapanış fiyatlarına dayandığından gün içi fiyat hareketlerini göz ardı etmekte, standart gerçekleşen oynaklık ölçütleri ise piyasa mikro yapısı gürültüsüne karşı hassasiyet taşımaktadır. Ayrıca fiyatlardaki ani ve büyük sapmalar olan sıçramaların zamanla değişen niteliği çoğu geleneksel model tarafından yeterince kapsanamamaktadır.
Bu araştırmada, aşırı değer bilgisini kapsayan fiyat aralığı (price range) ölçütü ile otoregresif koşullu sıçrama yoğunluğu sürecini tek bir yapıda birleştiren REGARCH-Jump modeli önerilmiştir. Çalışmanın ampirik uygulamasında 4 Ocak 2005 ile 28 Şubat 2023 tarihleri arasındaki Brent ham petrol vadeli işlem günlük açılış, yüksek, düşük ve kapanış fiyat verileri kullanılmıştır. Gerçekleşen oynaklık vekili olarak Parkinson fiyat aralığının karesi tercih edilmiş, model parametreleri analitik filtreleme teknikleri entegre edilerek En Çok Benzerlik (Maximum Likelihood) yöntemiyle tahmin edilmiştir. Örneklem dışı tahmin performansı 4 Ocak 2021 ile 28 Şubat 2023 dönemi için yuvarlanan pencere (rolling window) yaklaşımıyla değerlendirilmiş; modelin başarısı GARCH, EGARCH, HAR ve REGARCH alternatifleriyle MAE, MAPE, MSE ve QLIKE kayıp fonksiyonları ile Model Güven Seti (MCS) testi çerçevesinde karşılaştırılmıştır. Ek olarak Riske Maruz Değer (VaR) geriye dönük testleri uygulanmıştır.
Ampirik analiz sonuçları, Brent ham petrol vadeli işlem piyasasında zamanla değişen ve yüksek kalıcılığa sahip sıçrama dinamiklerinin varlığını kesin olarak kanıtlamaktadır. Tahmin edilen REGARCH-Jump modelinde sıçrama yoğunluğu kalıcılık parametresi 0,9578 olarak bulunmuş ve yıllık ortalama 37,6 sıçrama frekansına karşılık gelen bir yapı tespit edilmiştir. Sıçramaların toplam getiri varyansına katkısı yüzde 12,73 seviyesinde gerçekleşmiştir. Örneklem dışı tahmin değerlendirmelerinde REGARCH-Jump modeli tüm kayıp fonksiyonlarında (MAE, MAPE, MSE, QLIKE) en düşük hata değerlerini üreterek en yüksek tahmin doğruluğuna ulaşmıştır. Model Güven Seti (MCS) testlerinde model p=1,0000 değeriyle sürekli olarak en iyi tahminci kümesinde yer almıştır. Farklı örneklem dışı pencereler (200 ve 400 gözlem) ile yapılan duyarlılık analizleri bu üstünlüğün dirençli olduğunu doğrulamıştır. Riske Maruz Değer (VaR) geriye dönük testleri ise modelin finansal risk ölçümünde daha gerçekçi kapsama sağladığını göstermiştir.
Elde edilen bulgular, enerji türev piyasalarında oynaklık tahmini yaparken hem gün içi aşırı değer bilgilerinin hem de zamanla değişen dinamik sıçrama süreçlerinin eşzamanlı olarak dikkate alınmasının gerekliliğini ortaya koymaktadır. Yazarlar, Hansen ve Huang tarafından geliştirilen REGARCH modeline dinamik sıçrama bileşeninin eklenmesinin modelin getiri uyumunu ve öngörü kapasitesini anlamlı derecede artırdığını tartışmaktadır. İnceleme, literatürdeki getiriye dayalı modeller ile yalnız gerçekleşen ölçütlere dayalı modellerin eksik yönlerini tamamlayan hibrit bir çerçeve sunmaktadır. Gelecek tez ve makale çalışmalarında, sunulan bu metodolojik yaklaşım farklı emtia vadeli işlem piyasalarına (doğalgaz, altın, bakır), yüksek frekanslı 5 dakikalık verilere veya opsiyon fiyatlandırma modellerine uyarlanarak literatür taraması aşamasında güçlü bir kuramsal ve metodolojik referans olarak kullanılabilir.
Araştırmanın amacı
Bu çalışmanın amacı, gün içi fiyat aralığına dayalı aşırı değer bilgisi ile otoregresif koşullu sıçrama yoğunluğunu birleştiren REGARCH-Jump modelini geliştirmek ve Brent ham petrol vadeli işlem oynaklığını tahmin etmedeki başarısını ampirik olarak göstermektir(Shu & Luo, 2025).
İnceleme ve modelleme yöntemi
Çalışmada, ham petrol vadeli işlem piyasasındaki aşırı değer bilgilerini ve zamanla değişen dinamik sıçramaları eş zamanlı olarak modellemek üzere realized EGARCH modeline dayalı REGARCH-Jump yaklaşımı geliştirilmiş ve en çok olabilirlik yöntemi kullanılmıştır(Shu & Luo, 2025).
Kuramsal ve kavramsal çerçeve
Çalışma, finanstaki Getiriye Dayalı Oynaklık Kuramı, Parkinson'un Aşırı Değer ve Fiyat Aralığı Yaklaşımı (Extreme-Value Theory) ve Hansen ile Huang'ın Gerçekleşen EGARCH (REGARCH) model yapısına dayanmaktadır. Sıçrama bileşeni ise Maheu ve McCurdy'nin otoregresif koşullu sıçrama yoğunluğu süreci ile birleştirilerek finansal varlık fiyatlarındaki ani sapmalar kuramsal zemine oturtulmuştur.
Makalenin ele aldığı literatür
Literatürde Engle (1982) ve Bollerslev (1986) ile başlayan GARCH ailesi, Corsi (2009) tarafından geliştirilen HAR modeli ve Hansen vd. (2012, 2016) tarafından sunulan R(E)GARCH modelleri ele alınmaktadır. Ayrıca finansal varlık fiyatlarındaki sıçrama riskini ve zamanla değişen sıçrama yoğunluğunu inceleyen Maheu ve McCurdy (2004) ile Christoffersen vd. (2012) çalışmaları temel referans noktalarını oluşturmaktadır.
Araştırma Tasarımı
- Evren veya inceleme alanı
- Küresel ham petrol vadeli işlem piyasaları ve Brent ham petrol vadeli işlem sözleşmeleri fiyat verileri.
- Örneklem veya araştırma materyali
- 4 Ocak 2005 ile 28 Şubat 2023 tarihleri arasında Brent ham petrol vadeli işlem piyasasında gerçekleşen günlük açılış, yüksek, düşük ve kapanış fiyat verileri.
- Veri toplama süreci
- Veriler Çin merkezli Wind veri tabanından günlük zaman serisi formatında elde edilmiştir.
- Veri analiz yöntemi
- Parametre tahmini için en çok olabilirlik tahmini (MLE) ve analitik filtreleme; örneklem dışı tahmin değerlendirmesi için MAE, MAPE, MSE ve QLIKE kayıp fonksiyonları, Model Güven Seti (MCS) testi ile Kupiec ve Christoffersen VaR geri testleri uygulanmıştır.
Araştırmanın Bulguları
Brent ham petrol vadeli işlem piyasasında dinamik sıçrama yoğunluğu parametresi kappa 0,9578 olarak tahmin edilmiş olup, koşullu sıçrama sürecinin yüksek düzeyde kalıcılık gösterdiği saptanmıştır(Shu & Luo, 2025).
Getirilerin toplam varyansına getirilerdeki sıçramaların katkısı %12,73 olarak hesaplanmış ve küresel kriz dönemlerinde sıçrama sayılarının belirgin biçimde arttığı gözlemlenmiştir(Shu & Luo, 2025).
Örneklem dışı tahmin değerlendirmelerinde REGARCH-Jump modeli tüm kayıp fonksiyonlarında en düşük değerleri vererek GARCH, EGARCH, HAR ve REGARCH modellerinden daha üstün tahmin başarısı sergilemiştir(Shu & Luo, 2025).
Model Güven Seti (MCS) test sonuçları, REGARCH-Jump modelinin alternatif örneklem dışı pencerelerde de (200 ve 400 gözlem) p değeri 1.000 ile her zaman en optimal tahmin kümesinde yer aldığını doğrulamıştır(Shu & Luo, 2025).
Riske Maruz Değer (VaR) analizleri, REGARCH-Jump modelinin %95 ve %90 güven düzeylerinde başarısızlık oranlarını teorik değerlere en yakın seviyede üreterek ekonomik değer yarattığını göstermiştir(Shu & Luo, 2025).
Bulguların Tartışılması ve Araştırmanın Sonucu
Bulguların Yazarlar Tarafından Yorumlanışı
Empirik bulgular, Brent ham petrol vadeli işlem piyasasında zamanla değişen sıçrama dinamiklerinin ve aşırı değer bilgilerinin varlığını açıkça ortaya koymaktadır. Model parametrelerinin yüksek kalıcılık göstermesi, piyasadaki şokların ve ani fiyat sıçramalarının etkisinin uzun süre devam ettiğini işaret etmektedir.
Yazarlar, bu durumu ham petrol piyasasının küresel ekonomik krizler, jeopolitik çatışmalar ve salgın gibi dışsal şoklara karşı aşırı duyarlı olmasına bağlamaktadır. Kapanış fiyatlarına dayalı geleneksel modeller gün içi fiyat hareketlerini kaçırırken, fiyat aralığı ve sıçrama yapısı bu anormallikleri tam olarak yakalayabilmektedir.
Elde edilen sonuçlar literatürdeki Hansen ve Huang (2016) tarafından geliştirilen REGARCH modelinin genişletilmesi gerektiğini göstermektedir. Hansen ve arkadaşları gerçekleşen ölçütlerin katkısını vurgularken, bu çalışma sıçrama bileşeninin eklenmesiyle tahmin kayıplarının (MAE, MSE, QLIKE) daha da düştüğünü ortaya koymuştur.
Sonuç olarak, REGARCH-Jump modelinin sağladığı üstün tahmin performansı Riske Maruz Değer (VaR) hesaplamalarında daha doğru risk ölçümü sağlamaktadır. Bu durum portföy yöneticileri ve politika yapıcılar için aşırı piyasa koşullarında finansal kayıpları önlemede kritik bir araç sunmaktadır.
Bulguların Önceki Araştırmalarla Karşılaştırılması
Hansen ve diğerleri (2012) gerçekleşen ölçütlerin modele eklenmesinin oynaklık tahmin performansını artırdığını göstermiştir. Bu çalışmada ise gerçekleşen ölçütlere ek olarak zamanla değişen sıçrama dinamiklerinin modele entegre edilmesiyle tahmin yeteneğinin daha da güçlendiği kanıtlanmıştır(Shu & Luo, 2025).
Brandt ve Jones (2006) fiyat aralığına dayalı EGARCH modellerinin kapanış fiyatına dayalı modellere göre daha üstün tahmin sunduğunu tespit etmiştir. Mevcut çalışma bu bulguyu doğrulamakla kalmamış, fiyat aralığından gelen aşırı değer bilgisini otoregresif sıçrama yapısıyla birleştirerek tahmin doğruluğunu ileriye taşımıştır(Shu & Luo, 2025).
Sonuç Bölümünün Sunduğu Çıkarımlar
Yazarlar, ham petrol vadeli işlem piyasasında aşırı değer bilgisi ile zamanla değişen dinamik sıçramaların eş zamanlı olarak dikkate alınmasının oynaklık tahminlerini ve risk yönetimini önemli ölçüde iyileştirdiğini sonuçuna varmaktadır. Geliştirilen REGARCH-Jump modeli hem örneklem içi uyum hem de örneklem dışı tahmin performansında geleneksel modelleri geride bırakmış, VaR analizleriyle de finansal karar alıcılar için somut ekonomik değer sunduğunu göstermiştir(Shu & Luo, 2025).
Literatür Taraması İçin Sunduğu Çerçeve
Bu çalışma, ampirik finansal oynaklık tahmini alanında çok önemli bir boşluğu doldurmaktadır. Geleneksel GARCH tipi modeller ve sadece getiri verilerine dayanan stokastik oynaklık yaklaşımları, gün içi işlem seanslarındaki ani fiyat hareketlerini ve aşırı uç değerleri göz ardı etmektedir. Araştırma, yüksek frekanslı veri kullanımına alternatif olarak daha az mikro yapı gürültüsü içeren gün içi en yüksek ve en düşük fiyat aralığını (Parkinson aralığı) sisteme entegre ederek, oynaklık modellerinin açıklayıcı ve öngörücü gücünü artırmaktadır. Çalışmanın literatürdeki temel işlevi, gerçekleşen üstel GARCH modelini dinamik sıçrama yoğunluğu ile genişleterek hem aşırı değer bilgisini hem de şokların zamanla değişen etkilerini tek bir tutarlı çerçevede ampirik olarak test etmektir.
Çalışma, Engle (1982) ve Bollerslev (1986) tarafından geliştirilen geleneksel GARCH tabanlı modeller ile Nelson (1991) tarafından önerilen ve asimetrik kaldıraç etkilerini yakalayan EGARCH yapısını temel almaktadır. Ayrıca, yüksek frekanslı bilgi kullanımında Corsi (2009) tarafından geliştirilen HAR modelinin gücünü kabul ederken, gerçekleşen ölçütlerin entegrasyonu konusunda Hansen ve Huang (2016) tarafından sunulan REGARCH modelini doğrudan genişletmektedir. Prior çalışmalar, oynaklığın ani sıçramalar içerdiğini ortaya koymuş ancak bu sıçramaları sabit yoğunluklu varsaymıştır. Bu araştırma ise Maheu ve McCurdy (2004) çalışmasındaki otoregresif koşullu sıçrama yoğunluğu mantığını REGARCH modeline uygulayarak, literatürdeki durağan sıçrama varsayımını dinamik hale getmekte ve öncül çalışmalardan ayrışmaktadır.
Bu çalışma, petrol piyasaları ve genel emtia finansallaşması literatüründe kapsamlı bir tarama yapılabilmesi için güçlü sentez olanakları sunmaktadır. Araştırma, Brent petrolü üzerinden yapılan ampirik uygulama ile kriz dönemlerinde (örneğin 2008 Küresel Finansal Krizi, 2020 COVID-19 pandemisi ve 2022 Rusya-Ukrayna savaşı) oynaklık yapısının nasıl farklılaştığını sistematik olarak analiz etmektedir. Literatür derlemeleri için sunulan katkı, gün içi fiyat aralığı bilgisi ile dinamik sıçrama yoğunluğunun birleşik etkisinin, salt gerçekleşen oynaklık tahminlerine göre daha tutarlı ve Model Güven Seti (MCS) testleriyle kanıtlanmış bir üstünlük sağladığını teorik ve pratik düzeyde doğrulamasıdır.
Kaynakça
- Hansen, P. R., Huang, Z., & Shek, H. H. (2012). Realized GARCH: a joint model for returns and realized measures of volatility. Journal of Applied Econometrics, 27(6), 877-906.
- Brandt, M. W., & Jones, C. S. (2006). Volatility forecasting with range-based EGARCH models. Journal of Business & Economic Statistics, 24(4), 470-486.
Tez ve Makale Araştırmalarında Kullanım
Makalenin doğrulanmış yöntemi, bulguları ve kuramsal çerçevesi; tez ve makale çalışmalarında kullanılacağı bölümle birlikte aşağıdaki üç araştırma taslağına dönüştürülmüştür.
Tez veya makalede kullanım · literatüre-review
Emtia piyasalarındaki oynaklık modellerinde gün içi fiyat aralığı bilgisi getiri bazlı modellere göre daha verimlidir.
Tez çalışmasının literatür kısmında, gün içi en yüksek ve en düşük fiyatların sunduğu aşırı değer bilgisinin, kapanış fiyatlarının sunduğu bilgiye üstünlüğünü savunmak amacıyla bu çalışmanın teorik açıklamaları ve Parkinson aralığı referansı kullanılabilir(Shu & Luo, 2025).
Doğal Gaz Vadeli İşlem Piyasalarında Aşırı Değer Bilgisi ve Dinamik Sıçramaların Modellenmesi
- Araştırma sorusu
- Doğal gaz vadeli işlem piyasalarında REGARCH-Jump modeli geleneksel GARCH modellerine göre daha yüksek örneklem dışı tahmin başarısı gösterir mi?
- Yöntem taslağı
- Araştırmada Henry Hub doğal gaz vadeli işlem günlük verileri kullanılacaktır. Örneklem büyüklüğü güç analiziyle belirlenecektir. Parkinson fiyat aralığı hesaplanacak, REGARCH-Jump modeli kurulacak ve maksimum olabilirlik tahmini ile parametreler saptanacaktır.
Makaleyle bağlantısı: Yazarın ham petrol için önerdiği ve başarıyla uyguladığı REGARCH-Jump modelinin diğer bir stratejik enerji emtiası olan doğal gaz piyasasında da geçerli olup olmadığını test etme çağrısından türetilmiştir(Shu & Luo, 2025).
Tez veya makalede kullanım · method
Finansal zaman serilerindeki ani fiyat hareketlerini yakalamak için sıçrama yoğunluğu otoregresif bir süreçle modellenmelidir.
Metodoloji bölümünde, sıçrama dinamiklerinin sabit bir yoğunluk yerine zamanla değişen bir Poisson süreci olarak kurgulanmasının matematiksel ve operasyonel formülasyonunu desteklemek için bu makaledeki model spesifikasyonları kaynak gösterilebilir(Shu & Luo, 2025).
Tarımsal Emtia Vadeli İşlem Piyasalarında Gıda Krizlerinin Oynaklık Sıçramalarına Etkisi
- Araştırma sorusu
- Küresel gıda krizleri dönemlerinde buğday ve mısır vadeli işlem piyasalarındaki oynaklık sıçramalarının kalıcılık derecesi ve varyansa katkısı nedir?
- Yöntem taslağı
- Buğday ve mısır vadeli işlem fiyatları üzerinden günlük en yüksek, en düşük ve kapanış fiyatları toplanacaktır. Örneklem doygunluğu ve zaman serisi uzunluğu istatistiksel güç analiziyle belirlenecektir. REGARCH-Jump modeliyle sıçrama parametreleri dönemler arası karşılaştırmalı analiz edilecektir.
Makaleyle bağlantısı: Çalışmada küresel kriz dönemlerinde petrol piyasasında sıçrama yoğunluğunun arttığı bulgusundan hareketle, tarımsal emtialarda da krizlerin sıçrama dinamikleri üzerindeki etkisini incelemek üzere tasarlanmıştır(Shu & Luo, 2025).
Tez veya makalede kullanım · Tartışma
Petrol piyasasındaki ani fiyat sıçramaları toplam varyansın önemli bir kısmını oluşturmaktadır.
Tartışma bölümünde, ampirik bulguların yorumlanması aşamasında, petrol getirilerindeki sıçramaların toplam varyans içindeki payının ve sıçrama kalıcılığının yüksekliğinin literatürdeki diğer çalışmalarla karşılaştırılmasında referans olarak kullanılacaktır(Shu & Luo, 2025).
Kripto Para Piyasalarında Ekstrem Oynaklık Altında Riske Maruz Değer Tahminlerinin Karşılaştırmalı Analizi
- Araştırma sorusu
- Bitcoin ve Ethereum piyasalarında REGARCH-Jump modeline dayalı VaR tahminleri, geleneksel asimetrik GARCH modellerine göre finansal riskleri daha doğru ölçer mi?
- Yöntem taslağı
- En yüksek hacimli kripto para birimlerinin gün içi aralık verileri toplanacak, zaman serisi veri seti uzunluğu güç analiziyle doğrulanacaktır. REGARCH-Jump modeli kullanılarak yüzde 95, yüzde 99 güven düzeylerinde VaR değerleri hesaplanacak ve Kupiec ile Christoffersen backtesting testleriyle karşılaştırılacaktır.
Makaleyle bağlantısı: Yazarın çalışmanın son bölümünde yürüttüğü ekonomik değer analizi bulgularına dayanarak, aşırı oynak ve sıçramalı bir yapıya sahip olan kripto para piyasalarında risk ölçüm doğruluğunu test etmek amacıyla geliştirilmiştir(Shu & Luo, 2025).