本论文中强电磁场指的是地面入射的能量集中的强高频电磁波束和闪电放电后产 生的大尺度的静电场。在内容上，全文共分为两大部分，着重对大功率高频无线电波 加热电离层和闪电准静电场对夜间低电离层的电离进行了计算机数值模拟研究。其中 对人工加热电离层的研究是本文的主要内容 。 根据大功率无线电波与电离层等离子体相互作用的特点，分别建立了低电离层 60 （120km）和高电离层150 （400km）自恰的加热理论模型，作为模型，应用计算 了一定背景电离层条件下，在一定入射电波作用下，电离层电子温度和电子数密度的 变化。计算结果表明，在低电离层和高电离层它们均有不同程度扰动。对于以欧姆加 热为主的低电离层，带电粒子的输运过程可以忽略。电子数密度的变化主要是由于电 子温度的变化而造成复合系数的变化所引起的， 电波的自吸收效应在低于90km以 下的高度上比较显著，电子温度有明显的增加，在高于90km的高度上，电波的自吸 收效应可以忽略，且电子温度的增加幅度较小。在输运占优的高电离层电子数密度 的变化主要是由于温度梯度场所引起的热传导和扩散过程是主要的影响因素复合 系数的变化则是次要因素电子温度的最大增加量在电波的反射点附近电子密度的 变化有增有减电子温度达到平衡态的时间大约为几十秒而电子密度达到平衡态的 时间则较长大约为2~3分钟的量级电子温度的加热时标和冷却时标具有很好的对 称性而且热传导过程十分明显。在整个电离层的加热过程中，背景参数对加热效果 有不同程度的影响但子午面内的背景水平热层风对高电离层的加热效果几乎没有影 响 ， 数值计算结果与实验结果有很好的符合。在以上研究的基础上，本文还用PIC粒 子模拟的方法对加热实验中经常观测到的两个现象进行了计算机模拟研究。首先，模 拟了加热泵波对赤道电离层E区双流不稳定性的影响，模拟结果定性地表明，在一定 条件下加热泵波对发生在该区域的双流不稳定性有很好的致稳或不稳作用。其次 ， 我们对发生在电离层加热实验中SEE现象进行了一维模拟研究，结果表明，在电离层 的上混杂共振层中静电波的激发对SEE的产生起着重要的作用 。 雷暴云中的正电荷瞬时对地放电后，在电离层的高度上能够产生短暂的准静电场， 它是经常观测到的“sprites”光学现象的源。本文分别利用点电荷模型和自恰的QE 场模型计算了QE场大小随高度的分布，对于强度为200C，高度在10km，对地放电时 间为1ms的正电荷，计算结果表明，在低电离层的高度（<90km）上 ， 此QE场均有很 大的数值，在某些高度上，该电场大于中性大气分子的击穿场。通过对Boltzmann方 程的数值求解表明，QE场能将电子加?