本论文对纳秒脉冲放电击穿过程中放电参数的时间-空间演化以及控制参数对放电演化的影响进行了实验与模型研究。研究对象包括纳秒高压脉冲驱动的大气压微等离子体和中等气压下(几十Torr)的快速电离波放电,放电在稀有气体(氦、氖、氩及其混合气)中产生。利用斯塔克分裂方法,对微等离子体击穿过程中电场的时空演化进行诊断,证实了电离波波前的电场增强效应:波前区域的电场明显强于空间平均电场(大于1.5倍);而在波前经过后的区域,电场有明显减弱(平均电场的2/3以下)。电场的行为由不同谱线的强度分布得到支持:氦离子谱线表征极高能电子(100 eV量级),其发光集中存在于波前区域;而原子谱线表征中等能量电子(几十eV),其在波前经过后的区域有较高强度。通过谱线比结合碰撞辐射模型,证实了微等离子体的击穿过程中,高能电子的等效电子温度(几十eV)远大于低能电子的等效电子温度(若干eV),表明电子能量分布极度偏离麦克斯韦分布,并有翘起的高能尾部;电子能量分布与电场之间存在非局域关系,尤其是极高能电子受历史加热影响严重;电子能量分布的行为由蒙特卡罗模拟得到验证。脉冲重复频率主要通过控制初始电荷密度对放电演化产生影响。在快速电离波放电中,随着脉冲重复频率和初始电荷密度的增加,击穿过程中的峰值电场下降,而击穿后维持放电的电场增加。电场受脉冲重复频率的影响反映在电子能量分布的演化过程中:低脉冲重复频率下,击穿过程中电子能量分布有翘起的高能尾部,而击穿后高能尾部塌陷;高脉冲重复频率下,电子能量分布在击穿前后都接近麦克斯韦分布。电子能量分布的行为由离子与原子谱线的光强演化得到印证,光谱测量与模型计算结果定量相符。电压上升速率主要影响击穿过程中的电场增强效应。本论文通过对微等离子体的实验与模型研究,证实了随着电压上升速率的升高,有更高的击穿电压和击穿电场,击穿过程中发生更强的电离与激发过程,即提高电压上升速率有利于微等离子体中高能电子产生。本论文的研究结果既加深了对高气压短脉冲放电演化机制与其中电子动理学的认识,又可以指导实际应用中放电参数的优化。