等离子体层嘶声（Plasmspheric hiss）是一种宽频段波动,通常能够在几十Hz至几千Hz的频率范围内观测到。这种波动一般存在于等离子体密度较高的等离子体层内以及等离子体羽中。即使在地磁活动平静时嘶声波也长期存在,并在磁暴期间显著增强。由嘶声波驱动的电子投掷角散射被认为是辐射带内外带之间槽区形成的重要原因,同时,嘶声波也会引起外辐射带相对论能量电子的沉降。最近的研究表明,嘶声波引起的散射还可以导致电子反转能谱的形成。由此可见,嘶声波在地球辐射带时空动态演化过程中起着关键作用。现有的对辐射带波粒相互作用研究,常采用冷等离子体近似的假设进行数值计算与模拟,然而在地磁活动扰动期,大量热等离子体从磁尾注入后进入内磁层,冷等离子体近似是否仍然适用有待深入研究。本文旨在通过将观测分析和数值建模相结合,探究热等离子体对嘶声波色散关系特性的影响,深入了解更接近实际的热等离子体环境中嘶声波的色散关系,及其对热等离子体参数的依赖性,进一步认知热等离子体对嘶声波与辐射带电子相互作用的影响,从而帮助我们加深对实际等离子体环境中辐射带电子动态演化过程的理解,有利于建立更加真实、可靠的辐射带动力学模型。本文的主要研究内容及结论如下:1.为探究热等离子体效应对嘶声波色散关系特性的影响,我们对Van Allen Probes A卫星上EMFISIS仪器观测到的2012年10月1日至2018年2月28日的波动数据进行统计分析。通过对比实际观测的嘶声波波动磁场强度与冷等离子体色散关系反演得到的波动磁场强度,我们发现,随着地磁活动增强,观测波动强度与反演波动强度的差异逐渐增大,表明热等离子体对色散关系特性的影响逐渐增大。除此以外,我们还关注了该差异随空间分布和波动频率的依赖性,结果表明,热等离子体效应对色散关系的影响表现出明显的昼夜不对称性。随着地磁活动不断增强,该影响在夜侧更加显著,并向黎明侧和黄昏侧不断延伸。对于嘶声波的较高频率部分,随着地磁活动的增强,热等离子体对嘶声波的色散关系特性的影响更加明显。2.地磁活动强烈期间,热粒子的注入可以产生自由能从而激发嘶声波的不稳定性。因此我们通过求解热等离子体环境下嘶声波的色散关系,计算了嘶声波的线性增长率,研究了不同热等离子体参数对嘶声波线性增长率峰值及对应的峰值频率的影响。随着温度各向异性,等离子体beta值(β||he)以及热电子占比的增大,线性增长率峰值不断增大,而其对应的峰值频率随温度各向异性变化不显著,随β||he增大而减小。基于对线性增长率数值计算结果与热等离子体参数的拟合,我们给出了关于不同热等离子体参数的嘶声波线性增长率以及对应峰值频率的数值拟合经验模型,对比结果显示该拟合模型在限定的参数阈值范围内与基于理论的数值计算结果吻合度很高,对于理解嘶声波的线性激发过程及其频谱分布特性具有重要意义。3.通过观测结果和理论计算,我们证实了热等离子效应能够对嘶声波的色散关系进行修正,进而对嘶声波与辐射带电子的相互作用产生影响。通过对三个不同地磁活动条件下的嘶声波事件进行细致的分析,发现基于观测数据与冷等离子体近似下的色散关系间的差异随着地磁活动增强而增大,这意味着热等离子体效应对嘶声波色散特性的影响也逐渐增大。冷等离子体色散关系会高估嘶声波导致的电子散射系数,特别是在中等和活跃地磁活动期间。而相比于冷等离子体条件,更接近实际的热等离子体条件下嘶声波对100ke V以下电子的共振散射作用更弱,且共振作用的投掷角范围也更小。4.为进一步了解真实等离子体环境中嘶声波对磁层电子的散射效应,以及热等离子体参数对散射效应的影响,我们分别采用了bi-Maxwellian速度分布函数和bi-Kappa速度分布函数求解热等离子体下的色散关系,并对热等离子体影响嘶声波对辐射带电子的弹跳平均散射系数进行了参量性分析。结果表明,电子弹跳平均投掷角散射系数对L-shell的依赖性不仅体现在共振电子能量范围以及投掷角范围,还体现在投掷角散射系数峰值上。但是冷等离子体与热等离子体色散关系下投掷角散射系数差异随L-shell没有显著变化,但会随α*=Ωe~2/ω~2pe(其中Ωe为电子回旋频率;ωpe为等离子体频率)减小显著增大。几乎在所有投掷角范围内,热电子的加入导致100 ke V以下电子的散射系数减小,且冷等离子体与热等离子体环境下的散射系数的差异随着热等离子体参数增大而增大。对于100ke V以上的电子,热等离子体效应使其在较小的投掷角时散射系数增大,而较大的投掷角处散射系数减小。随着kappa分布的光谱指数κ的增加,嘶声波的色散关系趋于bi-Maxwellian分布曲线,不同κ间散射系数的差异随着电子能量的增加而减小。对于100 ke V以下能级电子,随着热等离子体效应的增强,不同κ间散射系数的差异变得更加显著。对于100 ke V以上能级电子,随着κ的增加,散射系数在低投掷角增大,在高投掷角减小。随L-shell的增大或α*减小,不同速度分布下低能电子的散射系数均增大。温度各向异性和热电子占比的增加,使～30ke V电子的散射效应在κ=2时有所减弱,而对于～100 ke V电子的散射效应在κ≠2时有所降低。