分形，它们都有共同的特征，包括多方面的结构、不规则性和自我相似（它和它本身的一部分完全或是几乎相似）。这些数据可以根据豪斯多夫维数来分割（与拓扑维数有别）。分形现象可以应用于混沌理论、自组织临界性及乱流的研究之中。
数据同化.数据同化结合了数学模型于地球物理学的应用及不规则时空的观察，大多牵涉到地球物理流体动力学的理论，需要使用到偏微分方程。通常这方程式需要准确的初始条件才能作出准确的预测，但准确的初始条件往往难以掌握。数据同化正正可以弥补了这弱点，以后来观察所得的数据，改善初始条