Nichtlineare und chaotische Systeme sind eine spezielle Kategorie von physikalischen Systemen an der Grenze zwischen den Strukturen der klassischen Newtonschen Physik und Zufallsprozesse. Atmosphäre, klimatický systém i jejich dílčí komponenty přitom vykazují mnoho rysů deterministicky chaotického chování: Limitovanou deterministickou předpověditelnost (v případě počasí omezenou na několik dnů), citlivost na počáteční podmínky a rychlou (v průměru exponenciální) divergenci podobných stavů. Diese Eigenschaften sind Schlüsselfaktoren, welche die Möglichkeiten von Prognose-und Klimasimulationen realistisch beeinflussen das Verhalten des Klimasystems und seiner Komponenten.
Die Forschung am Institut für Meteorologie Eigenschaften chaotischer Systeme durchgeführt werden, sowohl aus theoretischer Perspektive untersucht, und durch niedrige- und hohe Dimensions numerischen Simulationen der Atmosphäre und statistischen Methoden. Es wird auf die Identifizierung möglicher Attraktoren im Phasenraum der untersuchten Systeme bezahlt, odhadům charakteristických invariantů popisujících geometrii fázových trajektorií (např. prostřednictvím různých variant fraktální dimenze) i kvantifikaci předpověditelnosti (charakterizované Lyapunovovy exponenty či informační entropií). Erworbene Notizen dienen dazu, die internen Strukturen und interne Links in realen und simulierten physikalischen Systemen zu analysieren.
An der Kreuzung zwischen der statistischen Analyse und der Untersuchung von chaotischen Systemen bewegen Techniken nichtlinearen Zeitreihenanalyse. Geeignete Methoden, einschließlich der erweiterten statistischen Algorithmen basierend auf künstlichen neuronalen Netzen und Rekonstruktion Phasenraum, für Vorhersagen verwendet und die Untersuchung der räumlich-zeitlichen Beziehungen zwischen Variablen im Klimasystem verwendet. Ausgänge nichtlinearen Zeitreihenanalyse werden zur Nachbearbeitung Ausgänge Vorhersage und Klimamodellen verwendet und auch die Fähigkeit dieser Simulationen überprüfen zu reproduzieren das Verhalten realer physikalischer Systeme.
