מערכות לא קוי וכאוטי הן קטגוריה ספציפית של מערכות פיזיות בגבול שבין המבנים של פיסיקה קלאסית של ניוטון ותהליכים אקראיים. אווירה, 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. מאפיינים אלה הם גורמים מרכזיים המגבילים את יכולתן של סימולציות חיזוי והאקלים מציאותי להשפיע על ההתנהגות של מערכת האקלים ומרכיביו.
המחקר שנערך במחלקה למטאורולוגית מאפיינים של מערכות כאוטי נלמדים גם מנקודת המבט תיאורטית, ודרך נמוך- וסימולציות גבוהות ממדיות מספריות של האטמוספרה ושיטות סטטיסטיות. תשומת לב מוקדשת לזיהוי של משיכה אפשרית במרחב השלב של המערכות למדו, odhadům charakteristických invariantů popisujících geometrii fázových trajektorií (např. prostřednictvím různých variant fraktální dimenze) i kvantifikaci předpověditelnosti (charakterizované Lyapunovovy exponenty či informační entropií). הערות לימוד משמשות כדי לנתח את המבנים הפנימיים וקישורים פנימיים בתוך מערכות פיזיות אמיתיות ומדומה.
בצומת שבין ניתוח הסטטיסטי והמחקר של מערכות כאוטי נעים טכניקות ניתוח סדרת הזמן ליניארית. שיטות מתאימות, כולל אלגוריתמים סטטיסטיים מתקדמים המבוססים על רשתות עצביות מלאכותיות ומרחב שלב השיקום, משמשים למטרות חזויה המחקר של יחסי מרחב ובזמן בין משתנים במערכת האקלים. ניתוח סדרת זמן קוי יציאות משמשים לpostprocessing חיזוי תפוקה ומודלי האקלים וגם כדי לאמת את היכולת של סימולציות אלה כדי לשחזר את ההתנהגות של מערכות פיזיות אמיתיות.
