非线性和混沌系统是物理系统的一个特定类别的经典牛顿物理学的结构与随机过程之间的边界. 气氛, 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. 这些特性限制了预报和气候模拟现实影响气候系统及其组件的行为的能力的关键因素.
V rámci výzkumu prováděného na katedře meteorologie jsou charakteristiky chaotických systémů studovány jak z teoretického hlediska, 并通过低- 和大气的高维数值仿真和统计方法. 注意的是，以可能的吸引了鉴定所研究系统的相空间, 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.
在统计分析和混沌系统的研究之间的交叉点是移动技术的非线性时间序列分析. 适当的方法, 包括基于人工神经网络和相空间重构先进的统计算法, 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.
