Die polaren und kalten Regionen umfassen neben Arktis und Antarktis auch die Hochgebirgsregionen sowie die globalen Permafrostgebiete. Diese Regionen gehören zu den am dünnsten besiedelten Gebieten der Erde, sind jedoch hinsichtlich Klimawandel, Meeresspiegelanstieg und Wasserverfügbarkeit von besonderer Relevanz. Im Team „Polare und kalte Regionen“ werden die stattfindenden Veränderungsprozesse in der Kryosphäre durch die Auswertung von Fernerkundungsdaten analysiert und quantifiziert. Die Grundlage dieser Auswertungen bilden dabei häufig lange Zeitreihen unterschiedlicher Sensoren (Multispektral, Radar, Passive Mikrowellen). Es sollen Antworten auf die Frage gefunden werden, wie der Klimawandel die polaren und kalten Regionen beeinflusst und welche Auswirkungen diese Prozesse auf Natur und Gesellschaft nach sich ziehen.
Ein Forschungsschwerpunkt des Teams sind die globalen Schneeflächen und deren Dynamik. Bis zu 50% der nördlichen Hemisphäre sind im Winter schneebedeckt, doch sowohl kurzfristige Wetteranomalien als auch langfristige Auswirkungen des Klimawandels beeinflussen die Verteilung, die Verweildauer, und die Mächtigkeit der Schneemassen. Das hat Auswirkungen auf den Wasserhaushalt, die globale Strahlungsbilanz, Tourismus, Flora und Fauna. Um diese Prozesse besser zu verstehen wurde das „Global SnowPack“ entwickelt, ein auf täglichen Satellitenaufnahmen aufbauendes Produkt, in dem die Verbreitung der globalen Schneeflächen abgeleitet und aufbereitet wird. Informationen wie Schneebedeckungsdauer pro Jahr, Abweichungen von langjährigen Mitteln sowie weitere Produkte werden für jedes Jahr prozessiert und ausgewertet. Der Einfluss des Klimawandels auf die Gletscher- und Schneeflächen in Gebirgsregionen ist von besonderer Bedeutung. Langfristige Prozesse wie die Verschiebung der Schneegrenze nach oben, die Verkürzung der Schneebedeckungsdauer und der weltweite Rückzug von Gebirgsgletschern zählen deshalb ebenfalls zu Kerngebieten unserer Forschung.
Ein weiteres Forschungsfeld des Teams ist die Untersuchung dynamischer Änderungen von Gletschern und Eisschelfen in Folge des globalen Klimawandels in der Antarktis. Hierzu werden Aufnahmen unterschiedlicher Radarsatelliten ausgewertet und mit Daten anderer satelliten- und flugzeuggestützten Fernerkundungssensoren verschnitten. So entstehen möglichst lange und hoch aufgelöste Zeitreihen zu verschiedenen glaziologischen Parametern, wie beispielsweise zur Gletscherausdehnung, Gletschergeschwindigkeiten, Schelfeiskanten, Höhenänderungen und Massenbilanzen der Gletscher. Durch die Analyse dieser Zeitreihen können fundierte Aussagen über die Gletscher- und Schelfeisentwicklung der vergangenen Jahrzehnte sowie Abschätzungen über künftige Entwicklungen getroffen werden.