Mit Hilfe von hochauflösenden Spektrometern wird die Erdatmosphäre kontinuierlich untersucht, um einerseits die chemischen Reaktionen, die zum Abbau der Ozonschicht führen, zu verstehen und anderseits die Konzentrationsänderungen unterschiedlicher Substanzen wie Kohlendioxid zu bestimmen. Hochauflösende Spektroskopie ist die wichtigste Methode um Informationen über ferne astronomische Objekte zu erhalten.

Diese Fernerkundung basiert auf der Aufnahme von Absorptions- oder Emissionsspektren der Atmosphäre bzw. der Aufnahme von Emissionsspektren ferner astronomischer Objekte.

 Aus diesen Spektren ist es möglich eine Fülle von Daten, die die Atmosphäre betreffen, zu extrahieren wie Temperatur, Druck oder Konzentration der einzelnen Konstituenten. Diese Daten werden dann vielfältig benutzt wie zum Beispiel in der Meteorologie oder bei der Überwachung von Schadstoffkonzentrationen in der Atmosphäre. Die Genauigkeit dieser Feldmessungen hängt von der Güte der durch Labormessungen bestimmten spektroskopischen Parameter ab. In letzter Zeit ist die spektroskopische Genauigkeit der Fernerkundungsatelliten erheblich gestiegen, so dass immer genauere Daten über die Position und die exakte Form der Absorptionslinen für einen sehr großen Druckbereich benötigt werden.

 Einer meiner Forschungsschwerpunkte ist die hochauflösende FT-IR Spektroskopie von Molekülen wie CH₃OH, O₂, CO₂, H₂O, HCN..., die relevant für die Atmosphärenforschung oder Astronomie/Astrophysik sind. Hier geht es um hochgenaue spektroskopische Experimente zur Bestimmung von Vergleichsdaten, die notwendig für analytische Untersuchungen der Atmosphäre und des Weltraums sind. Ich entwickle experimentelle Anlagen und Analyseprogramme, die notwendig sind, um bei diesen Untersuchungen hochgenaue Linienintensitäten und hochgenaue Übergangsfrequenzen \cite{mel08,mel97} bestimmen zu können. Die Ergebnisse meiner Arbeit werden in die spektroskopischen Datenbanken wie beispielsweise HITRAN aufgenommen. Meine Untersuchungen an HCN und HNC sind sehr wichtig für die Astrophysik, da die Atmosphäre der Kohlenstoffsterne in hoher Konzentration und bei hoher Temperatur sowohl HCN als auch HNC enthält. Das Emissionsspektrum dieser Sterne zeigt starke Absorptionsbanden von HCN und HNC. Diese Absorptionsbanden können nur dann erfolgreich simuliert werden, wenn sehr hoch angeregte rovibronische Molekülzustände bekannt sind.  Die meisten Arbeiten um diesen Themenkomplex werden in Zusammenarbeit mit Arbeitsgruppen aus Tomsk (Russland), Dijon und Paris (Frankreich) und Lethbridge (Kanada) durchgeführt.