Il 1909 è un anno di grandi cambiamenti per il giovane Albert. Nel 1909 a Vienna sposa Maria Elisabeth Krepper, originaria di Innsbruck.

Di lì a poco nascono in rapida successione i loro tre figli, Edgar (1910), Erika (1912) e Friedrich (1914). Più tardi Friedrich diventerà a sua volta professore di meteorologia all’Università di Kiel, in Germania, e ricercatore molto stimato in ambito internazionale.

Edgar, ragazzo prodigio di acuta intelligenza e notevole prestanza fisica, purtroppo mancherà prematuramente all’età di 16 anni in un incidente sciistico in Valle d’Aosta, proprio quando la famiglia si era da poco traferita a Berlino

Nel 1919 Albert ritorna all’Università di Innsbruck, dove ha accettato la cattedra di fisica cosmica. Qui porta avanti importanti ricerche sulla circolazione generale dell’atmosfera, elaborando alcune idee fondamentali che avrebbero gettato importanti basi concettuali per la comprensione del clima terrestre e dei suoi cambiamenti.

Nel contempo coltiva sempre gli interessi oceanografici, per cui viene invitato a prender parte a due spedizioni esplorative nel Mare del Nord a bordo della nave scientifica tedesca Panther, nel 1925 e nel 1926. Queste esperienze sono senz’altro un elemento importante per la successiva decisione di accettare la cattedra di oceanografia alla Libera Università di Berlino, e, pressoché quasi contestualmente, la direzione dell’Istituto e del Museo per la Ricerca Marina, sempre a Berlino.

Qui si trovò a raccogliere l’importante eredità del prof. Alfred Merz, ideatore e organizzatore di una famosa Spedizione Sud Atlantica con la nave da ricerca Meteor. L’importante spedizione scientifica tedesca era salpata da Wilhelmshaven il 16 aprile 1925 con a bordo il prof. Merz, capo della spedizione

La nave procedette ripetutamente a zig-zag tra l’Africa e il Sud America, rilevando sezioni trasversali dei fondali e delle correnti tra le latitudini 20°N e 60°S. Nel gennaio 1926 passava o Stretto di Magellano, e a marzo dello stesso anno individuò, in corrispondenza delle coordinate 48°16′S 08°16′E, un rilievo sottomarino sconosciuto, che venne denominato il Great Meteor Bank. A questo punto accadde l’imprevisto.

Nel giugno 1926 Merz, che già aveva accusato disturbi di cuore prima dell’inizio della spedizione, dovette essere ricoverato nell’ospedale tedesco di Buneos Aires, dove morì di polmonite il 25 Agosto 1926. Alla guida della spedizione subentrò il comandante Fritz Spieß, mentre Georg Wüst divenne oceanografo capo.

La spedizione fece rientro a Wilhelmshaven il 2 giugno 1927. Nel corso della spedizione furono eseguiti 67,000 sondaggi , percorsi oltre 124,000 km ed eseguiti oltre 800 sondaggi atmosferici con palloni. Venuto a mancar Merz, toccava a Defant portare a termine non solo le fasi successive della spedizione, ma anche l’impegnativa analisi di una mole di dati impressionante, per estensione e completezza dei rilevamenti effettuati, in un’epoca in cui non si sapeva ancora che cosa fossero i satelliti né altri strumenti di telerilevamento.

Le sue precedenti basi di meteorologia saranno essenziali per approfondire le conoscenze sulle fondamentali interazioni fra atmosfera e oceano, e dei meccanismi con cui enormi masse d’acqua, trascinate dalle circolazioni atmosferiche, garantiscono un ricambio continuo a scala continentale.

Accettando la posizione a Berlino, Defant si era assunto l’impegno di guidare l’analisi dei dati raccolti dalla spedizione e di curarne la pubblicazione. Per acquisire un’esperienza diretta di prima mano sulla raccolta dei dati si aggregò alle ultime tre fasi della crociera.

Durante la navigazione acquistò familiarità con le attività svolte in collaborazione dalla variegata comunità multidisciplinare che si trovava a bordo: fisici dell’oceano, chimici, biologi e geologi. Il primo rilevo sistematico di grande scale nell’Atlantico ottenuto grazie alla spedizione della Meteor aveva fornito una base di dati mai vista prima per qualità e ampiezza della copertura di variabili e di regioni dell’Oceano esplorate.

Rientrato a Berlino il suo lavoro si concentrò sia sull’analisi dei dati, che sulla  loro pubblicazione. La sua capacità di analisi dei dati osservativi, unita alle sue solide e vaste conoscenze di fisica e matematica, condusse ad una migliore comprensione di molti fenomeni dell’oceanografia. Insieme con il collega Georg Wüst, stabilì uno standard di eccellenza nella presentazione dei dati oceanografici. In particolare Defant si concentrò sulla dinamica degli strati superficiali, che costituiscono un’interfaccia con l’atmosfera: in questo ambito poteva valorizzare al meglio le sue competenze dei processi atmosferici e oceanici.

La sua analisi delle masse d’acqua e del campo di moto nell’Atlantico gettò le basi per la comprensione delle circolazioni superiori dell’oceano. Le sue precedenti basi di meteorologia furono essenziali per approfondire le conoscenze sulle fondamentali interazioni fra atmosfera e oceano, e dei meccanismi con cui enormi masse d’acqua, trascinate dalle circolazioni atmosferiche, garantiscono un ricambio continuo a scala continentale. Ora si sa che questa è una componente importante della circolazione globale, caratterizzata da enormi masse d’acqua che affondano nell’Atlantico settentrionale, vengono trasportate a grande profondità in tutti gli oceani e dopo aver subito varie modificazioni diventano parte di un flusso dell’oceano superiore verso il Nord Atlantico.

Questi processi di trasporto a scala globale hanno un impatto molto rilevante sul clima terrestre e sui suoi cambiamenti a scala globale.In particolare egli fu il primo a utilizzare il campo della densità per determinare il flusso geostrofico nell’Atlantico settentrionale fino ad una profondità di 2000 metri,

includendo evidenze circa l’estensione e la struttura del flusso di ritorno a est della Corrente del Golfo.Il dataset della Meteor e i risultati ottenuti dalle analisi di Defant e Wüst furono considerati così importanti che la National Science Foundation degli Stati Uniti ne commissionò a William J. Emmery una traduzione in inglese, che venne poi pubblicata in tre volumi negli anni 1979, 1981 e 1985.