在本学位论文的研究中，分别基于全球GPSTEC数据和法国DEMETER卫星原位等离子体数据，并采用不同的地震电离层异常提取方法，对临震电离层扰动现象进行了详细分析，得到了主要地震震例的临震电离层扰动的一些现象，总结了震级大于6.0（GPS TEC数据）或7.0（DEMETER卫星数据）全球地震的临震电离层扰动统计特征，并对其可能的机理进行了初步的讨论。　　1.提出了基于球谐函数的EOF分解方法，用该方法构建了logTEC模型，并分离出电离层背景部分与扰动部分。　　本研究在部分震例分析的基础上，提出了基于球谐函数的EOF分解方法，采用该方法构建了电离层TEC对数(logTEC)的模型。利用该模型，在指定时间、经度、纬度参数处，用EOF模型的主要阶数（1-9阶）给出背景电离层，而以EOF模型的次要阶数（≥10阶）作为扰动电离层，来提取临震电离层TEC扰动。此方法主要创新点为:　　(1)用logTEC代替原来的TEC值，使观测数据更具正态分布特征，有利于偏离正态分布异常值的提取;　　(2)采用基于球谐函数的EOF建模方法，充分发挥了EOF对观测数据所包含的主要过程的自适应性，从而利用前几阶本征模构成的主要部分可以作为观测数据的“背景”模式，用来分析数据与已知因素和未知大尺度因素的关系;将靠后本征模的贡献累加可以得到观测数据的“扰动”部分，从而分析其与地震等“偶然”的未知因素之间的关系。　　2.利用logTEC模型对4次大地震进行了研究，得出了典型震例期间临震电离层扰动的特征。　　累加10-169阶的EOF本征模分析方法，本文分别对汶川、海地、玉树和日本4次大地震期间的电离层扰动进行了分析，发现了主要的临震电离层效应:　　(1)临震电离层异常出现的时间:震前15天、14天、11天、9天、8天、5天、3天、2天、1天和震后1天、2天都有异常出现，其中震前9天、3天、1天异常出现相对较多，日本8.7级大地震前异常出现的较早，发生在震前15天、14天，玉树6.9级地震前异常出现的最晚，震前3天;　　(2)临震电离层异常出现的方位特征:本次分析的4个磁北纬地震的临震电离层异常主要出现在位于震中区的东南、正南和西南方向，正负异常个数基本相当，其次正北侧异常也较多，全部为正异常;共轭区异常主要集中在震中共轭点的西北、正北和东北方向，也同样存在正负异常。　　3.利用建立的logTEC模型，对M≥6.0地震开展了临震电离层异常分析，总结了全球临震电离层扰动的统计特征。　　基于logTEC的EOF分解模型，对1998年10月1日-2011年12月31日全球1395次M≥6.0地震临震电离层扰动的时空特征进行了分析，并划分了不同震级(6级、7级和8级)、不同地震类型（海洋地震和陆地地震）、不同震源深度（浅源和中深源地震），同时也区分了磁北纬地震和磁南纬地震。分析发现:　　(1)震级上，7级地震时临震电离层异常出现的时间比6级地震时早，并且扰动出现的天数比6级地震时多，同时异常幅度、异常范围都较6级地震时大;6级以上的磁北纬地震时临震电离层异常位于北侧，磁南纬地震时临震电离层异常位于东南方向，7级以上的磁北纬和磁南纬地震时临震电离层异常多位于震中南侧;　　(2)地震类型上，磁北纬的海洋地震时临震电离层异常多于磁南纬，磁北纬的临震电离层异常多位于北侧，磁南纬的临震电离层扰动位于东南方位;陆地地震中，磁南纬的临震电离层扰动多于磁北纬，磁北纬临震电离层扰动多位于东南和西南，磁南纬地震扰动大部分位于南侧;　　(3)震源深度上，相对于浅源地震而言，中深源地震时临震电离层扰动高值区更围绕震中纬度一些;浅源磁北纬地震时临震电离层扰动多位于北侧和西北侧，磁南纬地震时临震电离层扰动异常位于东南方向;中深源磁北纬地震时临震电离层扰动异常多位于北、西北，磁南纬地震扰动多位于东和南侧。　　本研究通过统计分析发现了一些临震电离层异常，但其现象的统计特征和规律并不显著，我们认为其主要原因是，与地震相关的电离层扰动成因较为复杂，强度相对其它因素导致的电离层扰动较弱。当然，部分原因也可能与TEC数据分辨率不够及临震电离层异常出现时间、方位不确定等因素有关。　　4.基于DEMETER卫星原位等离子体数据，开展了临震电离层扰动研究，获得了7级以上地震时的一些临震电离层异常特征。　　基于DEMETER卫星Langmuir探针观测的电子数密度、电子温度、离子数密度及等离子体分析仪观测的H+密度、He+密度、O+密度、离子温度数据，分析了各参量的背景场特征，并在震例分析的基础上提出了2级图像法、散点图法、参量随纬度变化、滑动中值法、空间插值法、空间差分法、梯度分析、相关性分析8种数据分析方法。　　应用遴选出来的2种分析方法，对全球7.0级以上的地震进行统计，发现临震电离层扰动有如下特征:　　(1)异常时间:在分析范围的震前10天及震后2天时间内，均有电离层异常出现，异常个数出现较多的天数为震前5、6天和震前1、2天，震后1天出现异常的个数也相对较多;　　(2)异常范围:对于磁南纬地震，临震电离层异常出现最多的方向为震中东北，如果把东北、西北和北均归为北向，东南、西南和南均归为南向，那么北向明显高于南向;对于磁北纬地震，震中东南方向的电离层异常最显著，如也按上述方法累加的话，南向还是高于北向;异常空间距离上，基本没有发生在震中正上空的，大部分距离震中几度-20°范围内，部分异常超过20°;总体来说，电离层中的等离子体异常并不是位于震中的正上空，而是相对震中向磁赤道有一定的偏移;　　(3)异常参量:对于中低纬地震，电子数密度的异常多于电子温度，这说明在660km左右的高度上，电子数密度较电子温度对地震的响应要灵敏;对于中高纬地震，电子温度异常有所增加;电子数密度和电子温度的同步异常仅有3次，其中正相关2次，负相关1次;　　(4)异常幅度:临震电离层电子数密度异常幅度多在100％以下，部分超过100％;临震电离层电子温度的异常幅度小于电子数密度，小于65％;　　(5)异常特征:对于临震电离层电子数密度，正异常发生128次，负异常发生12次，对于电子温度，正异常发生15次，负异常发生9次，由此看来无论哪个参量正异常都明显高于负异常，说明在DEMETER卫星高度上，临震扰动以正异常为主。　　5.对地震-电离层耦合机理进行了讨论。　　关于地震-电离层耦合机制方面，本研究的统计和个例分析更倾向于支持垂直电场理论，用这种理论可以解释本研究发现的磁北纬地震扰动位于南侧、磁南纬的扰动位于北侧，并且根据E×B漂移理论正负异常的出现与扰动电场方向有关;但这种理论解释不了为什么统计分析中出现磁北纬地震有北向异常、磁南纬的地震有南向异常。