电离层作为日地空间环境的重要组成区域，在日地系统中起着空间天气过程的示波器功能。在磁暴事件中，耦合进入电离层的太阳风能量显著增强，驱动整个热层-电离层系统的温度、离子及中性成分、大气环流和电场发生剧烈的扰动。磁暴期间电离层出现的极端状态，称为电离层暴。电离层暴作为空间天气研究的重要组成部分，历来为学界所关注，磁暴时电离层特征分析与机制、以及模式模拟一直是电离层物理的研究热点问题。研究电离层暴对预防和避免灾害性空间天气对卫星、通讯和导航等造成的严重影响具有重要的价值。　　本文基于多种天基和地基数据，以电离层暴为研究对象，采用事例和统计分析，以扰动电场在赤道和低纬区域电离层中所起作用为线索，开展工作。选取2012年7月和2015年3月典型磁暴事件，事例分析亚洲-澳大利亚扇区和美洲扇区中低纬电离层暴时扰动特征，对比暴时响应的区域差异，并揭示暴时响应内在的物理机制;在事例分析的基础上，统计研究了“长时间正暴”在赤道地区的特征，形成了相关作用机理的认知。开展的主要工作有:　　一、利用电离层测高仪台站资料、DMSP顶部电离层离子密度、以及地基GPS/JASON-2/GRACE的多种电离层电子总含量(TEC)数据，探究了2012年7月磁暴事件期间电离层的暴时特征以及亚洲-澳大利亚和美洲扇区的区域差异，证实了在此次强烈负暴事件中亚澳扇区扰动电场的突出作用。2012年7月磁暴事件以南向行星际磁场低于-10nT持续超过30小时成为第24太阳活动周的一次极端空间天气事件。在亚洲-澳大利亚扇区，16日东经120度附近出现了一次极强的负相暴事件，顶部负相暴效应主要在赤道区域。顶部及底部电离层对TEC下降贡献相当，西向扰动电场在电离层电子密度下降中起了突出的贡献。15日此扇区的正暴事件出现向东增强的效应，TEC的增长主要由顶部电离层贡献，反映出中性风的重要作用。在美洲扇区，赤道异常的增强现象呈现向西增强的特征，最强出现在西经110度。研究发现，美洲扇区在大气成分、风场与扰动电场的共同作用下形成了复杂的暴效应，TEC和顶部离子密度呈现的显著半球不对称性，由中性风和大气成分扰动的不对称性引起。　　二、利用亚澳和美洲两个扇区低纬地区GPS-TEC、多个测高仪数据、以及地磁数据，探究了第24太阳活动周目前最大的磁暴2015年3月事件期间电离层暴效应，证实了扰动电场是亚洲-澳大利亚和美洲扇区低纬区域暴时特征的主要控制因素。研究发现，磁暴期间，两个扇区低纬赤道地区观测到扰动电场，包括穿透电场和扰动发电机电场;美洲地区观测到显著的电离层暴时F3层现象，这也是大电场存在的证据。通过对两个扇区（以及与印度扇区）对比分析，认为长时间出现的扰动发电机是亚澳扇区低纬赤道地区负暴效应的主导因素，多次强穿透电场是美洲扇区赤道异常增强和峰高多次抬升的主要成因。对比了电场和电离层暴效应在两个扇区的差别，认为穿透电场和扰动发电机电场的地方时依赖在扇区差异中起了重要作用。　　三、选取磁赤道地区台站Jicamarca(12.0°S，76.8°W)，统计研究了1998-2010年“长时间正暴”的出现特征，发现扰动电场是赤道地区长时间正暴的关键成因。以Dst指数为指标，挑选出了1998-2010年期间250次中等强度以上地磁暴(Dstmin＜-50nT)，采用F2层最大电子浓度(NmF2)的相对变化（相对磁静日参考值）超过25％且持续6小时以上，作为长时间正暴判定标准，在有电离层数据的204次磁暴中，共出现46次长时间正暴。长时间正暴出现次数与磁暴次数的比率无明显季节或太阳活动性依赖，长时间正暴次数随着磁暴主相开始时间之后呈指数递减特征。在长时间正暴期间，白天出现明显西向扰动电场，夜间东向电场引起的F2层抬升现象非常显著。