Die Ionosphäre ist der ionisierte Teil der oberen Erdatmosphäre, die sich zwischen ca. 60 und 1000 km über der Erdoberfläche erstreckt und in die Plasmasphäre übergeht.

Die räumlichen und zeitlichen Änderungen des Ionosphäre/Plasmasphäre-Systems hängen hauptsächlich vom Weltraumwetter und dessen Auswirkungen auf die Magnetosphäre und Thermosphäre ab. Die Untersuchung des Ionosphäre/Plasmasphäre-Systems und der dort stattfindenden gekoppelten Prozesse ist daher von großer Bedeutung für die Weltraumphysik und leistet einen bedeutenden Beitrag zum Verständnis der komplexen Dynamik in der Geosphäre.

Die Elektronendichte der Ionosphäre und Plasmasphäre beeinträchtigt die Übertragung trans-ionosphärischer Radiowellen. Die räumliche und zeitliche Rekonstruktion der Plasmadichte ist deshalb von großer praktischer Bedeutung, insbesondere für Navigations-, Fernerkundungs- und Kommunikationssysteme. Unser Projekt hat das Ziel, zum besseren Verständnis der Struktur und Dynamik der Ionosphäre und Plasmasphäre sowie deren Kopplungsprozesse beizutragen. Im Einzelnen konzentrieren sich die Arbeiten auf die Entwicklung einer Methode zur Rekonstruktion des Elektronendichtegehalts der Ionosphäre und Plasmasphäre durch Assimilation von LEO-Satellitendaten sowie Einbindung anderer indirekter Zusatzinformationen. Von wesentlicher Bedeutung ist hierfür die Weiterentwicklung des Plasmapausen-Position-Modells auf der Grundlage der SWARM-Daten und die Einbeziehung dieses Models in den Rekonstruktionsprozess. Die erzielten Ergebnisse werden mithilfe unabhängiger Elektronendichte-Messungen und Whistler-Daten validiert. Anschließend wird das Potenzial der Rekonstruktionen demonstriert und bewertet. Hierfür werden ausgewählte Weltraumwetter-Ereignisse in Kooperation mit anderen Projekt-Teams des DFG-Schwerpunktprogramms „DynamicEarth“ analysiert.