Atmosférická cirkulace zásadním způsobem ovlivňuje přízemní klima. Cirkulace je klíčovým faktorem určujícím pozorované i očekávané změny klimatického systému a má významný vliv na vznik a vývoj extrémních a nebezpečných jevů.
Při studiu atmosférické cirkulace zkoumáme dálkové vazby, módy nízkofrekvenční proměnlivosti i cirkulační typy a jejich vliv na přízemní klimatické prvky. Pro výzkum atmosférické cirkulace používáme vícerozměrné statistické metody jako je např. analýza hlavních složek. Ověřujeme schopnost metody samo-organizujících map popsat skutečnou strukturu cirkulačních dat, zejména s ohledem na zachycení proměnlivosti spojené s méně významnými módy. Pomocí klouzavých překrývajících se ročních období studujeme roční chod módů proměnlivosti na severní polokouli (např. Severoatlantské oscilace).
V rámci činnosti oddělení také porovnáváme jednotlivé atmosférické reanalýzy z hlediska jejich schopnosti simulovat módy proměnlivosti a vztahy mezi módy proměnlivosti a přízemními klimatickými prvky. Významným tématem je analýza vazeb mezi cirkulací a přízemním klimatem v současných klimatických modelech, což umožňuje odhalit nedostatky těchto modelů.
