地球等离子体层的空间位置处于地球磁层内,是存在于电离层与磁层之间的核心地区。地球内磁层中的波-粒相互作用是造成高能带电粒子沉降的重要因素。地球等离子体层中的波-粒相互作用是磁层-电离层相互耦合系统的主要研究内容。太阳与地球系统中几乎所有区域都充斥着等离子体,等离子体波动在该系统的物质与能量互相交换中起着十分重要的作用,是等离子体中存在的特征现象:(1)等离子体波本身就带有能量,并且可以在各个区域跨区域传播;(2)等离子体波动通过吸收带电粒子的能量来增长自身,传输能量到磁层带电粒子身上,造成辐射带带电粒子的通量减少或增加,并有可能对探测器的仪器造成损害。了解和预测内磁层中带电粒子的动态演化需要研究者进一步深刻了解等离子体波动的全球分布特征及其激发机制。利用范艾伦辐射带探测卫星(Van Allen Probes,VAP)的观测数据,计算出背景冷等离子体密度,根据其密度梯度来确定等离子体层顶的位置,并依次逐个挑选出等离子体层顶电子密度波动事件。每一个电子密度波动事件再根据观测时间匹配相对应的地磁活动指数(Kp、Dst),构建完备的等离子体层顶电子密度波动数据库。通过上面所述的方法对2012年9月至2015年12月的VAP卫星数据进行统计分析,收集了波动事件584例。统计分析发现,等离子体层顶电子密度波动事件主要出现在磁地方时(MLT)的黄昏扇区,其全球时空分布与MLT和地磁活动具有较显著的相关关系。利用快速傅里叶变换(FFT)对挑选出的电子密度波动事件进行功率谱分析,对不同磁地方时(MLT)、地磁活动(Kp、Dst)和磁壳值(L)下的功率谱进行平均,得到了等离子体层顶电子密度波动的平均功率谱。由FFT计算得出的平均功率谱图,发现等离子体层顶电子密度波动事件在1-100 m Hz区间内的平均功率谱具有接近-5/3的平均功率谱斜率,具有类似于Kolmogorov谱的特征,表明该区域存在二维磁流体动力学湍流。最后我们给出了这种湍流可能发生的几种原因。本文的研究工作为后续研究等离子体层顶电子密度波动产生的物理机制、粒子传输和对磁层-电离层耦合的影响提供了重要基础内容,并为磁层-电离层空间天气更深入的研究与空间天气更准确预报预警提供了重要研究依据。