Zur Beobachtung von Massenverteilung und Massentransporten im System Erde, die eng mit klima-relevanten Veränderungen auf unserem Planeten verbunden sind, entwickeln, betreiben und analysieren wir gemeinsam mit der deutschen Industrie und den Weltraumbehörden DLR, NASA oder ESA speziell entwickelte Schwerefeldsatellitenmissionen wie GRACE oder GRACE-FO.

Um die bisherigen Zeitreihen von Massenverteilung und Massentransporten im System Erde auch nach GRACE-FO zu verlängern und um die Genauigkeit sowie zeitliche und räumliche Auflösung der monatlichen Schwerefeldmodelle deutlich zu erhöhen, realisieren wir aktuell mit dem DLR und der NASA die GRACE-C (Continuity) Mission und wurden von der ESA mit der Entwicklung von Schlüsselelementen des Datenverarbeitungssegments einer künftigen Next Generation Gravity Mission beauftragt.

Zeitliche Variationen der Schwerebeschleunigung werden durch Massenumverteilungen und Deformationen im gesamten System Erde, der Erdrotation und der Massen von Sonne und Mond hervorgerufen. Zur Beobachtung der Schwerebeschleunigung mit höchster Präzision setzen wir Supraleitgravimeter ein. Damit gelingt uns die Quantifizierung einer Vielzahl von geophysikalischen und hydrologischen Prozessen.

Globale Schwerefeldmodele beschreiben das Gravitationsfeld bzw. die Figur der Erde im Ganzen. Die höchste räumliche Auflösung wird durch die Kombination von Satellitendaten mit Bodenmessungen sowie zusätzlicher topografischer Vorwärtsmodellierung erreicht.

Die Abstandsmessung mit Satelliten-Laserradar (SLR) ist eines der vier geodätischen Weltraumverfahren. Wir betreiben in Potsdam eine SLR-Bodenstation innerhalb des weltweiten Netzwerkes des International Laser Ranging Service (ILRS) und sind eines der offiziellen SLR-Analyseszentren des ILRS.

Die geometrische und dynamische Figur der Erde (Koordinaten von Bodenstationen oder sphärisch harmonische Koeffizienten des Schwerefelds) und ihre Orientierung im Raum (Erdorientierungsparameter) können durch die hochgenaue Beobachtung der Dynamik von Satellitenbahnen abgeleitet werden.

Unser zentrales Forschungsthema ist die Beobachtung und Analyse von Veränderungen des Meeresspiegels im Ozean und in Küstenregionen. Wir erforschen sowohl sehr schnelle Prozesse wie Tsunamis als auch sehr langsame wie den Anstieg des Meeresspiegels. Zur Analyse dieser komplexen Phänomene bedienen wir uns unterschiedlicher geodätischer Methoden, wie der Radaraltimetrie, Gezeitenpegel, Bojen oder GNSS-Messungen.

Die Erfassung von Wasserressourcen und deren Änderungen stehen im Fokus unserer Zentralasienforschung. Wir nutzen die Radaraltimetrie zur Beobachtung des Wasserkreislaufes im Binnenland. Dazu nutzen wir auch unser Messnetz von Klimastationen und unser Observatorium am Issyk Kul in Kirgisistan.