Het onderzoek gevoerd binnen de afdeling gaat over de fundamentele aspecten van de wetenschap van de atmosfeer en het klimaat, voornamelijk in verband met de problemen van variabiliteit en voorspelbaarheid, alsook over de toepassingen op het vlak van mathematische modellering en gegevensanalyse. De onderzoekers van de afdeling staan aan de oorsprong van de aanpassing, de toepassing en de uitbreiding van de middelen en concepten van de wetenschap van het niet-lineaire en de chaostheorie in de meteorologie en klimatologie. Behalve onderzoek, is de afdeling ook betrokken in opleidingen in de hierboven vermelde domeinen. Zo begeleidt zij regelmatig doctoraats- en licentiaatstudenten van de wetenschapsfaculteit van de VUB (Vrije Universiteit Brussel) alsook postdoctoraatsstudenten in het kader van internationale projecten. C. Rouvas-Nicolis, afdelingshoofd, geeft op de VUB les over de “Mathematische modellen in de geofysica » en S. Vannitsem, werkleider, geeft les over « Dynamische meteorologie ».
Onder de verwezenlijkingen van de afdeling vinden we:
de ontwikkeling van een groeitheorie van initiële fouten in onstabiele systemen en zijn toepassing op modellen van lage resolutie en operationele modellen.
de modellering van de IJstijd van het Quartair en de ontdekking van het fenomeen van de « Stochastische resonantie », die een kwalitatieve verklaring geeft van de gevoeligheid van het klimatologisch systeem op externe invloeden van zwakke amplitude.
het bewijzen van een chaotische dynamiek die de IJstijd van het Quartair ondersteunt en de modellering hiervan.
de ontwikkeling van probabilistische voorspellingsmodellen en hun toepassing in de classificatie en voorspelling van atmosferische en hydrologische regimes, en het terugkeren van atmosferische analogieën.
statistische en dynamische eigenschappen van regionale voorspellingsmodellen
Voornaamste activiteiten
Statistische en dynamische eigenschappen van modelleringfouten. Respectieve rollen van fouten op de waarden van de parameters, de parametrisatie van processen op kleine schaal en de onzekerheden op de grensvoorwaarden.
Uniforme benadering van de fouten die te wijten zijn aan onzekerheden over de begintoestand, alsook de modelleringsfouten.
Strategieën om de voorspellingsfouten te controleren: modellering van foutenbronnen door verschillende soorten ruis, model output statistics (MOS).
Ontwikkeling van een dynamische theorie van extreme waarden die voortkomen uit deterministische evolutiewetten: verspreiden van probabiliteit, terugkeertijden, vergelijking met de traditionele statistische benadering. Studie van de extreme gebeurtenissen voortkomend uit natuurlijke gegevens.
Kinetica van overgangen tussen toestanden: overgangseffecten, nucleatie en aanwezigheid van metastabiele fasen: auto-samenvoeging van complexe materialen (aerosolen, vervuilende stoffen) in de atmosfeer.
Overkoepelend instituut: Koninklijk Meteorologisch Instituut; Meteorologisch onderzoek en ontwikkeling (KMI), meer
1 Directeur: Hoofd van de onderzoeksgroep/afdeling
2 Mariene onderzoeker: Is werkzaam in deze groep en treedt op als (co)auteur in minstens één mariene publicatie in de laatste 5 jaar.
3 Gespecialiseerd personeel: Levert administratieve of technische ondersteuning aan het zeewetenschappelijk onderzoek.
Demaeyer, J.; Vannitsem, S. (2017). Stochastic parametrization of subgrid-scale processes in coupled ocean-atmosphere systems: benefits and limitations of response theory. Q. J. R. Meteorol. Soc. 143(703): 881-896. https://dx.doi.org/10.1002/qj.2973, meer
Demaeyer, J.; Vannitsem, S. (2017). Stochastic parametrization of subgrid-scale processes in coupled ocean-atmosphere systems: benefits and limitations of response theory. Q. J. R. Meteorol. Soc. 143(703): 881-896.