Die Forschungsaktivitäten des IAP zur Mesosphäre und unteren Thermosphäre (MLT – englisch: mesosphere and lower thermosphere) beruhen auf Fragen zu grundlegenden physikalischen Prozessen in diesen Atmosphärenschichten, die sich von denen in der unteren oder oberen Atmosphäre sowie der Ionosphäre unterscheiden oder mit ihnen koexistieren. Zu den wissenschaftlichen Herausforderungen in dieser Region gehört die Wechselwirkung von hydrodynamischen, thermodynamischen und elektrodynamischen Prozessen und anderen physikalischen Besonderheiten, die die Kombination verschiedener Disziplinen erfordern.
Durch Kenntniserwerb in der Region und die Analyse langfristiger Zeitreihen von Daten und Modellen leistet die Forschung am IAP wissenschaftliche Beiträge zur Quantifizierung anthropogener Einflüsse und zum Verständnis des Zusammenhangs mit der Variabilität der Sonnenstrahlung und der atmosphärischen Dynamik.
Das IAP widmet seine Arbeit den folgenden drei übergreifenden Forschungsthemen:
- Erforschung der Mesosphäre und unteren Thermosphäre
- Kopplung der Mesosphäre und unteren Thermosphäre zu unteren und oberen Atmosphärenschichten
- Langzeitveränderungen in der Mesosphäre und unteren Thermosphäre sowie angrenzender Regionen
Jede der wissenschaftlichen Abteilungen des IAP "Optische Sondierungen und Höhenforschungsraketen", "Radarsondierungen" und "Modellierung atmosphärischer Prozesse" trägt zu diesen Forschungsthemen mit geeigneten experimentellen und analytischen Untersuchungen bei. Eine besondere Stärke des IAP ist die Kombination des Fachwissens in den Bereichen Beobachtung, Analyse und Modellierung durch aktive abteilungsübergreifende Zusammenarbeit. Das IAP betreibt zwei Observatorien, in Nordnorwegen und Norddeutschland, die international hohes Ansehen genießen. In Nordnorwegen umfasst der ALOMAR-Standort auf der Insel Andøya Lidare und Radare mit einzigartigen Eigenschaften wie tageslichtfähige Lidare und 4D-fähige Radare. Das IAP entwickelt Konzepte für Höhenforschungsraketen und fliegt Multiparameter-Instrumente auf koordinierten Raketenstarts auf Andøya, die die Datenerfassung der bodengebundenen Instrumente ergänzen. In Norddeutschland, d.h. in Kühlungsborn und Juliusruh, befinden sich gemeinsame Standorte mit hochentwickelten Lidaren und Radaren sowie die einzige Ionosonde in Deutschland mit der längsten ionosphärischen Zeitreihe in Europa. Bodengestützte Fernerkundungs-Lidare und -Radare sowie wissenschaftliche Raketenkampagnen sind nach wie vor einzigartig, um den Zugang zur MLT zu gewähren. In den letzten Jahren wurden mobile Instrumentierungen (Lidare und Radare) in kurz- und langzeitigen Kampagnen an wissenschaftlichen Hotspots weltweit eingesetzt.