利用顶部电离层DMSP卫星观测数据分析了亚极光区极化流（SAPS）发生率随季节和世界时的变化规律，比较了亚暴、对流电场、电离层电导率对SAPS影响的相对重要性；研究了磁暴和非磁暴期间SAPS发生时间与亚暴相的关系，SAPS发生位置和速度大小随亚暴相发展的时间演化过程；协同内磁层区域Cluster卫星分析了非磁暴期间发生在亚暴期间的SAPS事件；利用RAM模型对亚暴期间发生的SAPS事件进行模拟，并与观测值进行了对比，讨论了模型不足之处，并提出改进方法；对SAPS期间电离层-磁层昏侧-子夜前亚极光区电势随磁纬和磁地方时的空间分布进行了经验建模；提出一种新的极光椭圆极侧边界处等离子体高速流的产生机制，并利用数值模拟和观测数据进行了验证；统计学研究了SAPS对热层中性风的影响及其随季节变化的规律，定量得到SAPS离子通量与热层纬向风的关系，探讨了两者关系全球不对称性的原因；分析了SAPS对电离层等离子体上行的季节影响，讨论了亚极光区等离子体上行的触发机制，该研究对于深入认识内磁层-电离层-热层耦合过程具有重要的意义。