本文用数值模拟方法研究了在大气的放电过程中及放电结束后等离子体的反应和扩散等物理化学过程。这一研究针对不同高度大气环境下产生的等离子体而进行，但是研究成果对实验室大气环境和真空条件下以及其它工业应用领域的大气等离子体过程也可能有指导作用。 首先介绍了零维大气化学模型及数值计算方法。本模型考虑了34种粒子成分和146个非弹性碰撞反应。针对本文研究系统的刚性问题引入了适合求解刚性微分方程的QSSA方法，并作了电荷守恒修正。 模拟结果发现在地面上的电子寿命只有3×10-8s，此时的大气等离子体是典型的负电等离子体。60km高空电子寿命为10-4s，负电荷主要为电子。我们还模拟分析了重复脉冲放电过程中等离子体的演化过程。粒子同时呈现出短时间尺度和长时间尺度演化特征，基本上带电粒子与放电脉冲强相关，中性粒子与放电脉冲弱相关或不相关。还研究了等离子体平均密度与放电参数间的优化关系，认为不大于电子寿命的放电周期是合理的选择。 接下来在零维模型基础上增加了扩散过程，用QSSA方法结合菱形格式模拟分析了等离子体在不同高度大气中产生后的反应与扩散过程。发现地面上扩散过程相对反应来说可以忽略，60km高空则扩散是主要的，而在15km附近的高空，电子与负离子的空间分离很明显，显示出三分量双极扩散的典型特征，而且反应和扩散两个过程都很重要。并且在15km高度，电子密度空间分布出现类似波前的结构，其物理意义尚待进一步阐明。