中文摘要：

中低纬电离层－高纬电离层－磁层系统中的物质及能量耦合是当今空间物理中极为重要的研究课题。源于中低纬电离层的高密度等离子体被亚极光极化电场运输到高纬电离层后，将对高纬电离层动力学产生重要调节作用，从而影响高纬电离层－磁层间的物质及能量耦合。本项目以暴时增强电子浓度对高纬电离层特征参量变化的观测为主要的研究内容。具体研究暴时增强电子浓度随高纬对流而流入极区不同区域的电离层时，对不同区域电离层特征参量调节特征的研究。以及对暴时电离层氧离子的上行机制过程的影响。从而揭示暴时中低纬电离层－高纬电离层－磁层系统直接物质耦合的过程及机制，该研究为暴时高纬空间天气预报提供重要的理论依据。同时，也能够深入地理解暴时增强电子浓度对电离层氧离子的上行过程的影响。这对揭示暴时磁层环电流中氧离子的增加的机制具有重要的意义。

结论摘要：

本研究项目以暴时电子浓度增强（SED）区的内磁层-电离层耦合以及对极区电离层的影响为主要的研究内容。通过分析卫星与地面上联合观测的数据，获得SED区电离层不同高度的电子浓度剖面特征；验证了暴时环电流离子与等离子层Plume的波粒相互作用的理论，首次给出了亚极光区分离质子极光产生的直接证据，研究成果被欧洲空间局（ESA）选为Cluster卫星的突出科学研究成果 (Top Story)并以研究亮点（Highlight）加以评述和报道；获得了等离子体层Plume中EMIC波动及ELF Hiss波动的强度与等离子体密度梯度的关系以及SED Plume区的高能沉降粒子的特性及其电离层效应；获得了等离子体层Plume中EMIC波动对辐射带高能电子沉降的证据；获得了等离子体层Plume区冷电子加热的实地证据；获得了磁静日极区F2层峰值标高的统计特性曲线，以及随地磁活动的依赖关系。研究结果对揭示SED区的内磁层－电离层物质耦合及极区氧离子上行的机制具有重要的意义。