¿Cómo describirías una superficie irregular que se curva en dos direcciones, como una esfera o una superficie parabólica?

Usando geometría diferencial:

La geometría diferencial es una disciplina matemática que utiliza las técnicas de cálculo diferencial, cálculo integral, álgebra lineal y álgebra multilineal para estudiar problemas en geometría. La teoría de las curvas y superficies planas y espaciales en el espacio euclidiano tridimensional formó la base para el desarrollo de la geometría diferencial durante el siglo XVIII y el siglo XIX.

Desde finales del siglo XIX, la geometría diferencial se ha convertido en un campo relacionado en general con las estructuras geométricas en múltiples diferenciables. La geometría diferencial está estrechamente relacionada con la topología diferencial y los aspectos geométricos de la teoría de las ecuaciones diferenciales. La geometría diferencial de las superficies captura muchas de las ideas y técnicas clave características de este campo.

Vale la pena investigarlo (la fuente aquí es wikipedia):

Geometría diferencial

Se sumergirá en herramientas matemáticas muy interesantes y muy utilizadas (particularmente en física moderna).