自从1958年被美国科学家范阿伦利用探索者一号卫星的数据发现之后,地球辐射带就开始吸引了很多科学家的关注。这是因为在地球辐射带中充满了高能粒子,这些高能粒子会对太空中的航天器造成损害甚至危害到宇航员的健康,因此辐射带里面的高能电子也被称为“杀手电子”。虽然关于辐射带的研究已经有了五十多年的历史,但是人类对辐射带的认识,无论是理论上还是观测上,都远远不够充分。一个重要的尚未解决的问题就是,辐射带里面杀手电子的通量会随着地磁条件的改变而改变,但是如何改变却是难以捉摸的。因此为了预报辐射带里杀手电子的通量,理解辐射带里面杀手电子通量改变的原因和机制也就成为了一个重要的课题。由于辐射带高能电子的减少可以减小对宇宙飞行器还有宇航员的危害,因此本文集中精力研究辐射带高能电子的损失机制。而辐射带高能电子的损失机制主要有三种,即磁层顶效应、高能电子向外的绝热运输、波粒相互作用导致的辐射带电子沉降。由于波粒相互作用导致的地球辐射带高能电子沉降会对地球电离层和大气层造成重要的影响,改变电离层电导率,改变上层大气成分,从而影响人类的居住环境,所以本论文主要研究波粒相互作用导致的辐射带高能电子沉降。在可以导致辐射带高能电子沉降的众多种类的波粒相互作用中,电磁离子回旋波通过与辐射带高能电子相互作用导致其沉降的这种损失机制是最高效的,时间最快,对辐射带相对论电子的减少作用最明显,因此本文主要研究电磁离子回旋波与辐射带高能电子相互作用从而导致其沉降的这种机制。基于以上的研究目的,本论文的主要研究工作及取得的研究成果如下：第一,太阳风动压增压缩地球磁层在地球向日侧激发的电磁离子回旋波与辐射带高能电子的相互作用的研究。利用位于芬兰的OUL地磁台站和NOAA15卫星的联合观测,报道了在2007年1月1日,地磁平静期间,由太阳风动压增强激发的电磁离子回旋波通过波粒相互作用与辐射带的高能电子相互作用,对辐射带的高能电子进行投掷角散射,使得辐射带的高能电子沉降到大气层中。并且利用准线性计算模型对该机制进行了论证,计算结果表明：地磁台站观测到的EMIC波是引起NOAA15卫星观测到的大于3兆电子伏特电子沉降的原因,进一步证实了在地磁环境比较平静的情况下,太阳风动压压缩磁层所激发的EMIC波可以与辐射带电子相互作用并导致其沉降。因此,太阳风动压的增强产生的电磁离子回旋波可以对辐射带的高能电子通量的变化起到重要影响。第二,内磁层里面EMIC波的出现率和分布的统计分析。利用最新的辐射带探测卫星-范阿伦探针A卫星从2012年9月到2014年4月近二十个月(经过这段时间该卫星的远地点恰好绕地球一周)的数据统计了电磁离子回旋波在内磁层中所有磁地方时和L值从3到6.5的分布情况。与以往的相关统计不同,由于范阿伦探针的轨道高度比较低,本文进行的统计工作可以充分地统计在L值比较小的情况下电磁离子回旋波的出现情况,获得了以下重要的统计结果：电磁离子回旋波的分布特征。在L值比较小的情况下,电磁离子回旋波出现较L值高的地方随地方时的分布更加均匀。另外,在该卫星观测所能达到L值较高的地方,在中午、傍晚和夜侧,电磁离子回旋波的出现率确实存在一些峰值。而在晨侧,电磁离子回旋波主要出现在L值比较低的地方。在L值小于4的地方,电磁离子回旋波的出现率在晨侧比较明显,甚至在有些地方与其他方位的出现率相比最为显著。相反,在L值大于4的地方,电磁离子回旋波在地球昏侧的出现率是最显著的。统计的结果体现出了等离子体层顶和等离子体层的羽状结构在电磁离子回旋波的产生过程中所起的重要作用：在较低的L值处,等离子体层在磁地方时方面分布得比较各向均匀,但是在较高的L值处,等离子体层顶和等离子体层的羽状结构在地球的昏侧会形成一个凸起。氢波段及氦波段的电磁离子回旋波不同的分布特点。我们研究了不同波段的电磁离子回旋波(氢波段、氦波段)的统计分布特征。比较令人感到惊奇的是,通过对数据的分析,我们找到的氢波段的电磁离子回旋波事件要比氦波段的多,而在以往的统计研究中情况往往是相反的。另外,氢离子波段和氦离子波段的电磁离子回旋波的出现率在中午侧,黄昏侧和夜侧都有一些峰值,在夜侧的峰值中,氢离子波段的电磁离子回旋波比氦离子波段的地磁离子回旋波表现得更为明显,而氦离子波段在黄昏侧的峰值表现得比氢离子波段的更为明显。太阳风动压对电磁离子回旋波产生的影响。氢波段及氦波段的电磁离子回旋波在正午侧的出现率都有很明显的峰值,体现了太阳风动压在电磁离子回旋波的产生过程中所起的重要作用,因为由太阳风动压变化引起的电磁离子回旋波主要分布在地球的正午侧。