电离层化学物质释放是电离层理论研究的重要组成部分,是人工调控和应用电离层空间环境的有效手段之一。本文基于电离层不稳定性理论,研究了电离层化学物质释放的不稳定性效应,并有针对性的讨论了影响电离层不稳定性发展的关键因素。利用线性增长率理论可以从原理上分析化学物质释放的不稳定性触发效应,但线性理论对应不稳定性发展的早期阶段,只能部分判断电离层不规则体的形成概率。因此,需要能够反映不稳定性线性和非线性阶段发展演化详细过程的仿真手段,全面演示电离层不稳定性受化学物质释激励的发展过程。考虑到电离层仿真一般从形态学角度判断不规则体的出现,本文基于约束插值曲线法（CIP）对电离层不稳定性演化开展了初步的定量研究。论文主要工作包括以下几个部分:1.针对影响电离层不稳定性发展的关键因素,通过仿真发现了不稳定性演化的拐点,拐点出现之后,等离子体气泡从F层峰高附近迅速上升达到F层顶、分叉/破碎形成不规则体。以拐点出现的时间点为不规则体形成的标志,首次定量研究了电离层不规则体形成与背景增长率和初扰动强度的相关性,结果表明:拐点出现时间与背景增长率呈负指数相关关系,与初始扰动强度呈负幂指数相关关系。2.围绕化学物质释放的点源释放模型,分别研究了电子密度耗空型化学物质六氟化硫（SF6）和电子密度增强型化学物质钡（Ba）在不同条件下释放的电离层扰动效应,分析了化学物质释放的扰动持续时间和地磁场对扰动形态的影响。发现点源释放的扰动持续时间只有十几分钟到四十分钟的数量级;增强型释放产生的高密度电子云沿磁力线方向拉伸,耗空型释放产生的电子密度空洞在复原过程中沿着磁力被挤扁。3.利用线性增长率和仿真方法分析研究了化学物质释放的不稳定性触发效应,并首次讨论了SF6释放的复合率扰动。Ba释放产生的增长率扰动在早期能达到10-2数量级,但在十秒之后就下降到10-3数量级以下。SF6释放初期产生了极大的复合率扰动,总增长率为负;增长率正扰动出现在1分钟以后,并迅速达到10-2数量级,最终持续十几分钟到半个小时。仿真结果表明:SF6释放能有效激发电离层不稳定性的发展,即使背景电离层处于较稳定状态不利于不规则体形成时,SF6释放也有触发产生不规则体的可能;当背景电离层处于不稳定状态时,受SF6释放激发,电离层能够迅速形成结构复杂的不规则体。4.结合闪烁理论定量分析了仿真不规则体的结构性质。在应用CIP算法进行高精度电离层演化仿真的基础上,提取仿真不规则体的经验功率谱（PSD）和电子密度起伏方差剖面。拟合结果表明:不论是自然初始条件还是化学释放初始条件,仿真不规则体的PSD都能很好的符合不规则体的Shkarofsky理论谱。将经验PSD和方差剖面代入多相屏（MPS）计算,得到的闪烁参数能够很好的符合闪烁理论。这不仅为电离层仿真的定量验证提供了思路,也表明可以将电离层仿真拓展应用到电离层闪烁的研究中。对化学物质释放触发电离层不稳定性效应的研究,不仅可以用于规划化学物质释放的最佳释放时间、释放地点,也推动了关于电离层不稳定性演化机制的研究。