Los sistemas no lineales y caóticos son una categoría específica de los sistemas físicos, en la frontera entre las estructuras de la física clásica newtoniana y procesos aleatorios. Ambiente, 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. Estas propiedades son factores clave que limitan la capacidad de predicción y simulación del clima afectará de forma realista el comportamiento del sistema climático y sus componentes.
V rámci výzkumu prováděného na katedře meteorologie jsou charakteristiky chaotických systémů studovány jak z teoretického hlediska, y por medio de baja- y las altas simulaciones numéricas tridimensionales de la atmósfera y los métodos estadísticos. Se presta atención a la identificación de posibles atractores en el espacio de fase de los sistemas estudiados, odhadům charakteristických invariantů popisujících geometrii fázových trajektorií (např. prostřednictvím různých variant fraktální dimenze) i kvantifikaci předpověditelnosti (charakterizované Lyapunovovy exponenty či informační entropií). Získané poznámky jsou využívány při analýze vnitřních struktur a interních vazeb v rámci reálných i simulovaných fyzikálních soustav.
En la intersección entre el análisis estadístico y el estudio de los sistemas caóticos son las técnicas de análisis de series temporales en movimiento no lineal. Los métodos apropiados, incluyendo algoritmos estadísticos avanzados basados en redes neuronales artificiales y el espacio de fase de reconstrucción, jsou využívány k předpovědním účelům i studiu časoprostorových vztahů mezi veličinami v klimatickém systému. Výstupy nelineární analýzy časových řad jsou využívány k postprocessingu výstupů prognostických i klimatických modelů a též k ověřování schopnosti těchto simulací reprodukovat chování reálných fyzikálních systémů.
