Forschungsrahmen
Die Geowissenschaften beschäftigen sich in erster Linie mit der Erde und ihrer Umgebung. Die Geophysik tut dies mit Hilfe der Methoden der Physik. Ein wichtiges Teilgebiet ist die Erforschung der Vorgänge im erdnahen Weltraum, der Magnetosphäre der Erde. Es handelt sich hier um plasmaphysikalische Vorgänge, die mittels Satelliten- und Bodenmessungen untersucht werden und zum Teil umfangreiche Modellrechnungen zur Interpretation erfordern und anregen. In steigendem Maße werden nun die Methoden der Geophysik und auch der anderen Geowissenschaften auf Fragestellungen bei den anderen Planeten des Sonnensystems angewandt. Forschungsschwerpunkte
Ein Arbeitsgebiet des Instituts für Geophysik und Meteorologie ist die Untersuchung der Plasmaströmungen um einige Körper des Sonnensystems. Im Rahmen der ESA-Mission Giotto wurde die Wechselwirkung des Sonnenwindes mit den Atmosphären der Kometen Halley und Grigg-Skjellerup erforscht. Ein langjähriges Arbeitsgebiet ist die Untersuchung der elektrodynamischen Wechselwirkung der großen, d.h. der galileischen Monde des Jupiter, Io, Europa, Ganymed und Kallisto mit der gigantischen Magnetosphäre dieses größten Planeten des Sonnensystems. Satelliten des Jupiter
Diese Arbeiten begannen im Rahmen einer Beteiligung an der NASA - Mission Voyager zu den großen Planeten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Dabei wurde die elektrodynamische Wechselwirkung des von Vulkanen übersäten inneren galileischen Mondes Io mit dem Jupitermagnetfeld mittels in situ-Messungen und numerischen Modellrechnungen untersucht.
Seit Ende 1995 befindet sich die NASA-Raumsonde Galileo in einer Umlaufbahn um den Planeten Jupiter. Im Rahmen dieser Mission wurden und werden noch sehr nahe Vorbeiflüge an den galileischen Monden durchgeführt, die bereits zum gegenwärtigen Zeitpunkt eine große Zahl von überraschenden Ergebnissen gebracht haben. Des weiteren sind Fernbeobachtungen hoher Qualität aus der Umlaufbahn um die Erde mit Hilfe des Hubble-Space-Telescope hinzugekommen. Im Institut werden zur Interpretation dreidimensionale plasmaphysikalische Modelle entwickelt. Schwerpunkte sind die Umströmung des Plasmas um den bereits erwähnten inneren galileischen Mond Io mit seiner SO2-Atmosphäre und die Umströmung des Mondes Europa mit seiner Sauerstoffatmosphäre. So wurden zum Beispiel bei Europa die Modellrechnungen am Institut mit den Hubble-Beobachtungen kombiniert, um die Eigenschaften der Atmosphäre des Satelliten Europa zu bestimmen.
Zu dieser Gruppe von Problemen gehört aber auch der Fall des größten galileischen Mondes Ganymed, der ein durch einen planetaren Dynamo erzeugtes eigenes Magnetfeld besitzt und sich mit einer eigenen Magnetosphäre durch die Magnetosphäre des Jupiter bewegt. Titan
Diese Fragestellungen sind auch von Interesse für andere Satelliten des Sonnensystems. So wurden bereits mit Hilfe von Voyagerdaten plasmaphysikalische Untersuchungen in der Umgebung des Saturnmondes Titan, sowie des Neptunmondes Triton durchgeführt. Eine ganz neue Qualität solcher Untersuchungen wird mit der NASA-ESA-Mission Cassini möglich sein, die im Oktober 1997 gestartet werden soll. Das Institut ist hier an mehreren Experimenten beteiligt mit einem Schwergewicht auf dem größten Mond des Saturn Titan, der eine dichte Atmosphäre besitzt mit einer Zusammensetzung ähnlich der hypothetischen Uratmosphäre der Erde. So wird die Cassinisonde in der Bahn um den Planeten Saturn mehr als dreißig nahe Vorbeiflüge an Titan durchführen, um u.a. die Plasmaumströmung zu untersuchen.