Sự phức tạp ngày càng tăng của các mô hình được sử dụng để dự đoán các hệ thống trong thế giới thực dẫn đến nhu cầu về các thuật toán để thay thế các mô hình phức tạp bằng các mô hình đơn giản hơn nhiều, đồng thời vẫn bảo toàn được độ chính xác của các dự đoán. Sổ tay gồm hai tập này bao gồm cả các phương pháp cũng như ứng dụng. Tập đầu tiên này tập trung vào lý thuyết điều khiển thời gian thực, đồng hóa dữ liệu, trực quan hóa thời gian thực, không gian trạng thái nhiều chiều và tương tác của các kỹ thuật giảm khác nhau.

Cuốn sách này bao gồm văn bản toàn diện và công trình tham khảo về các mô hình khí quyển cho các phương pháp mô hình số và các lĩnh vực liên quan quan trọng về đồng hóa và khả năng dự đoán dữ liệu. Nó kết hợp nhiều khía cạnh khác nhau của mô hình máy tính môi trường bao gồm tổng quan lịch sử về chủ đề này, các phép tính gần đúng về vật lý và động lực học bề mặt đất và khí quyển, truyền bức xạ và các ứng dụng trong cảm biến từ xa vệ tinh và đồng hóa dữ liệu