平流层突然增温（Sudden Stratospheric Warming,SSW）是发生在极区冬季的一种典型低层大气现象。在其发生期间常伴随着极区平流层温度的急剧升高,极区纬向平均风的减弱,甚至转向。因此,SSW会影响大气环流,进而通过电动力学耦合过程,影响中间层—低热层（mesosphere and lower thermosphere,MLT）,甚至电离层。本文利用我国“子午工程”的多站流星雷达和中频（MF）雷达风场、电离层F2层临界频率（foF2）及GNSS总电子含量（TEC）等数据,系统研究了在平流层增温期间中高层大气和电离层的响应特征,并探讨其相互耦合过程。具体研究成果如下:（1）揭示2013年SSW期间MLT大气风场和潮汐变化特性利用沿东经120°E附近且位于我国北纬18°-53°N的漠河、北京、武汉、昆明和三亚等多站流星雷达风场数据,分析其对2013年SSW的响应,发现东向风在2013年SSW期间逐渐减弱并转为西向风,且其幅度在中纬明显强于低纬。北向风幅度先快速增加后减小,其增加幅度也随纬度减小而减弱。周日和半日潮汐幅度在1月5-13日先减小,随后开始增加。八小时潮汐有明显增强,尤其是在北京、武汉和昆明站。波谱分析结果显示,在低纬,昆明和三亚台站经纬向风中行星波周期主要是准6.5日,而在中纬,北京和武汉站经纬向风中行星波周期主要是准10日。在漠河站行星波周期主要是准16天和准10日。（2）分析2009-2017年SSW期间MLT和电离层的耦合效应利用昆明站电离层F2层临界频率、流星雷达和中频雷达风场数据,系统研究了 2009-2017年9次SSW期间,靠近北驼峰区的电离层F2层和D层电子密度的响应特征。发现foF2变化高达200%,且具有明显的太阴半日潮汐变化和相位延迟特征。低层大气波动对电离层的调制主要是通过太阴半日潮汐与行星波的相互作用调制E区发电机效应,进而影响电离层。在SSW事件发生之前经向风太阴潮汐的扰动可能是电离层变化的主要原因,而在SSW期间纬向风太阴潮汐可能是主因。SSW期间的波谱分析结果表明,9次SSW事件期间起主要作用的行星波为准10日和准16日。（3）探讨2019年南极SSW期间MLT大气风场和电离层的响应特征利用靠近赤道异常北驼峰的昆明、广州和海口等站垂测foF2数据,发现在南半球SSW期间,昆明站和广州站的foF2出现了周期性增强,且增强主要集中在14-19 LT,海口站出现了较昆明和广州站更加明显的半日潮汐变化。利用北斗同步卫星TEC的观测分析发现TEC扰动具有半日变化结构,其扰动幅度在EIA峰值区最大,在EIA槽区几乎无变化,在南半球变化幅度要略大于北半球。波谱分析结果显示MLT区域和电离层中出现的行星波周期主要准6.5日。SSW期间纬向风太阳半日潮汐和经向风太阴半日潮汐扰动幅度显著。本论文的主要创新点包括:（1）基于多站风场观测,分析了 2013年SSW期间中高层大气风场和潮汐响应特征,发现其响应具有明显的纬度变化规律。（2）系统研究了赤道异常区的电离层和中高层大气风场在近10年SSW期间的变化特征,揭示了电离层的响应与SSW事件密切相关,但它们的强度之间存在复杂的对应关系。本文关于MLT中性风场和电离层在SSW期间的动力学变化研究,对加深MLT大气和电离层对SSW事件的响应特征的理解具有重要的意义。然而,亟需基于全球观测结合全大气耦合模式模拟等多手段,详细分析低层大气-电离层耦合系统中的电动力学过程以及相关耦合机理。