电离层是一个非常复杂的非线性系统，它显著地受到太阳活动的影响，且影响机制极其复杂。太阳以其巨大的引力、电磁辐射和粒子发射三种形式的能量，支配着太阳系内行星的运动，为各行星及星际空间的生命和自然现象提供能源和施加控制影响。太阳活动周期性特征与地球上的许多现象存在密切的联系，它不仅与地球的气候有关，也导致了电离层中出现的周期性变化。电离层长期变化趋势是近年来电离层研究的热点。但是10多年来，大量研究显示：电离层长期趋势表现出强烈的地区性和时间性特征，而在一些地区并没有发现明显的长期趋势，这些现象表明电离层长期趋势并没有表现出所预测的统一性。因此，至今对导致电离层存在长期趋势的影响因素尚没有统一的结论。 受到这些问题的驱动，我们引入经验模态分解(EMD)方法。利用这种方法的多分辨分析的特性研究太阳活动和电离层特性参量在不同时间尺度上的变化特性，进而探讨电离层长期变化趋势的可能影响机制。作为开展论文研究的基础，文章首先概述了太阳活动在不同时间尺度上的变化特性及其研究现状，而后对电离层主要区域的特性进行了介绍，并详细阐述了电离层长期变化趋势的研究现状和研究成果。基于此，主要做了以下工作： 第一、对已有的研究电离层长期趋势的方法进行了分析和评价。目前，研究电离层长期趋势最为常见的是线性回归模型。由于太阳参量数据和电离层数据中，11年的周期成分都是其显著的主要特征分量，利用回归模型剔除太阳活动的影响时，大幅度的成分必然会影响幅度非常小的电离层长期趋势。一些研究结果也显示，由它得到的长期趋势量甚至远小于误差范围的绝对值。因此，这种方法在研究电离层长期趋势时还存在许多问题。 第二、引入EMD方法研究太阳活动的周期性特征。研究太阳活动周期性的传统方法(如小波分析)，多是基于Fourier变换，将时间序列数据从时域变换到频域进行分析研究。太阳活动在不同时间尺度上的变化以其在频域里的频谱幅度峰值表现出来，而并不能得到完全分离的某个时间尺度上的变化分量。利用EMD方法对太阳黑子数进行分解，可以得到11年太阳周等具有不同周期性特征的分量，不但很清楚地说明了太阳活动中存在的周期性特征，而且利用不同分量在不同时间出现的幅度大小，很好理解太阳活动在不同时间的强弱。 第三、利用EMD方法类似地研究电离层特性参量存在的周期性变化。分别对foF1和foF2两个参量进行了处理，都得到了它们的年变化和半年变化分量，且foF2的年变化分量更加强烈。此外它们还有显著的11年太阳周变化特征，这个分量与F10.7的变化具有很高的相关性。 第四、利用EMD方法探讨电离层长期变化趋势的诱发因素。F10.7数据经过EMD分解所得到的最大时间尺度上的三个分量与foF2的对应分量具有很好的相关性，特别是11年太阳周分量和这段时间内的变化趋势几乎完全一致。因此，我们可以得出结论：太阳活动是导致电离层特性参量(至少是foF2)存在长期变化趋势的控制因素。