电离层行进式扰动（Traveling Ionospheric Disturbances，缩写为TIDs）是电离层中一种重要的动力学过程，是磁扰期间和磁平静期间电离层及大气中能量上下耦合和南北耦合的最主要方式。本文的选题主要围绕不同激发机制产生的电离层行进式扰动的全球特征以及在中国的区域特征，通过GPS密集台网布阵监测，系统揭示电离层行进式扰动的激发、传播和衰减规律及其机理。　　首先，利用全球GPS服务系统（International GNSS Service，缩写为IGS）提供的GPS TEC观测资料，分析研究了强磁暴期间大尺度电离层行进式扰动（Large Scale Traveling Ionospheric Disturbances，缩写为LSTIDs）的全球传播特性。其次，使用中国地区新建的密集GPS台网，结合本单位测高仪台链，对中国地区磁平静期间由日夜交替线的运动引起的大尺度电离层行进式扰动进行了观测，统计分析其传播的季节变化性。然后，利用中国及周边地区密集GPS台网提供的GPS TEC观测资料，对比分析了磁暴期间大尺度电离层行进式扰动在中国所属中低纬地区传播特性的日变化等细节特征。最后，利用华南GPS TEC观测资料，对中国地区震后电离层的同震效应进行了研究。本文研究的重要性在于，通过分布在全球不同典型纬度的密集GPS台网对电离层行进式扰动的连续时空观测，探求电离层扰动从高纬极光带到低纬赤道异常区域的激发、传播和衰减规律，从而深入理解电离层行进式扰动的全球传播机制和特征。　　本文的具体工作及研究结果如下:　　1.利用IGS提供的GPS TEC观测资料，分析研究了强磁暴期间LSTIDs的全球传播特性，探讨了LSTIDs传播参量随纬度和地方时的变化并解释其物理机制。分析结果如下:　　(1)LSTIDs的水平传播方向的纬度依赖性。LSTIDs在从高纬向较低纬度传播的过程中，其水平传播方向会逐渐西偏。我们的研究表明，该西偏是激发源的漂移与科里奥利力共同作用的结果。LSTIDs在高纬地区的西偏可能与夜间西向电集流增强区的西向漂移有关，而LSTIDs在从高纬向低纬传播过程中的进一步西偏则可能是在传播过程中受到科里奥利力作用的结果。　　(2)LSTIDs的水平相速度的纬度差异性。东亚扇区监测到的LSTIDs的平均水平相速度要明显大于北美和欧洲扇区监测到的LSTIDs的水平相速度。分析表明，扰动相速度纬度差异的主要原因在于，以较慢速度传播的LSTIDs更容易衰减而不能传播到达更低的纬度，因此在较低纬度的东亚扇区监测到的是水平相速度较高的LSTIDs。　　(3)LSTIDs扰动振幅衰减的地方时依赖性。LSTIDs的扰动振幅的衰减在白天要比夜间大约1-2.5倍。分析表明，LSTIDs衰减的地方时变化是由离子拖曳的地方时变化引起的。电离层F层电子密度在白天远大于夜间，因此LSTIDs在白天受到的离子拖曳作用强于夜间的，从而LSTIDs扰动振幅的衰减显示出了明显的地方时依赖性。　　2.利用中国大陆构造环境监测网络(Crustal Movement ObservationNetwork of China，缩写为CMONOC)和IGS提供的GPS TEC数据，并结合中国大陆地区120°E经线上的电离层垂测仪的观测，通过构建LSTIDs的二维TEC扰动地图，分析了磁平静期间中国地区由日夜交替线的运动引起的LSTIDs的统计传播特性。统计结果如下:　　(1)由日夜交替线的移动引起的LSTIDs主要发生在日出后一小时左右，其振幅最大可达1 TECU。LSTIDs的平均周期、水平相速度和水平波长分别为:79±12 min、288±43 m/s和1503±205km，扰动在昏侧则很少见。分析表明，晨侧大气加热过程引起的背景参量的变化比较剧烈，因此晨侧日夜交替线区域更容易激发AGWs。　　(2)LSTIDs出现率的季节依赖性。冬季出现率最高，春秋分次之，夏季最低。　　(3)LSTIDs水平传播方向的季节变化性。LSTIDs的传播方向从冬季的西北向缓慢变化到夏季的西南向，与日夜交替线运动方向的季节变化一致。　　(4)LSTIDs的相对扰动振幅存在明显的衰减。导致LSTIDs相对扰动振幅衰减的因素有很多，如大气分子粘滞和热传导、离子拖曳以及AGWs的传播方向。　　(5)引起LSTIDs的AGWs的激发高度范围与LSTIDs的水平相速度有关。水平相速度小于300 m/s的LSTIDs，可能由较低高度激发的AGWs引起;而水平相速度大于300 m/s的LSTIDs，则可能由110-200 km高度范围内激发的AGWs引起。　　3.利用CMONOC和IGS提供的中国及周边地区密集的GPS TEC数据，通过构建TEC二维扰动地图，对2011年5月28日磁暴期间中国地区监测到的两个LSTIDs的传播特性差异进行了研究，分析了LSTIDs在中低纬度的地方时变化细节特征。发现:　　(1)磁暴恢复相期间，在中国区域监测到两个LSTIDs，一个是发生在午夜前的极区向传播的LSTIDs，另一个是发生在午夜后的赤道向传播的LSTIDs。与赤道向传播的LSTIDs相比，极区向传播的LSTIDs的扰动振幅较大，但是在水平相速度和传播距离上，则明显小于赤道向传播的LSTIDs。由色散关系可知，极区向传播的LSTIDs的仰角要大于赤道向传播的LSTIDs。二者传播过程中仰角的不同可能与两个扰动的激发机制的差异有关。　　(2)两个LSTIDs的激发源不同。赤道向传播的LSTIDs的产生与磁暴期间极区增强的电集流和高能粒子沉降有关，而极区向传播的LSTIDs可能由较低层的MSTIDs在传播过程中耗散破碎而再次激发的AGWs引起，也可能与磁暴期间增强的赤道电集流有关。　　4.利用CMONOC提供的华南地区的46个GPS接收台站的GPS TEC观测数据，对2008年S月12日中国汶川大地震所引起的电离层同震效应进行了分析研究，观测到两个电离层扰动事件，并分析了扰动的不对称性。结果如下:　　(1)震后数分钟，在震中附近监测到两个扰动事件，一个南向传播，一个东向传播。扰动的振幅在0.5-1 TECU之间，水平相速度在500-800 m/s之间，周期在6-10 min之间。分析表明，这两个扰动是由震后地面垂直运动而激发的AGWs传播到达电离层高度引起的。　　(2)震后电离层扰动只在震中南部和东部监测到。AGWs在传播过程中受到风场滤波以及倾斜磁力线的影响，使得电离层扰动的分布具有局域性。　　综上所述，本文利用GPS TEC及其他电离层观测资料，首先，分析研究了磁暴期间的LSTIDs的全球传播特性。其次，统计分析了中国地区磁平静期间由日夜交替线的移动引起的LSTIDs传播特性的季节变化特征。然后，对比分析了磁暴期间在中国地区监测到的不同传播方向的LSTIDs之间的特征差异。最后，初步研究了中国地区震后电离层的同震效应，并尝试阐述了扰动激发及传播的一些物理机制。通过对上述各种复杂的源激发产生的LSTIDs的激发机理及全球分布特征的深入研究，揭示了LSTIDs的激发和传播特性，对于深入了解电离层和大气能量的传播和耦合过程具有重要学术意义。