电离层是中高层大气吸收太阳辐射能量及宇宙射线辐射被电离的部分，作为近地空间环境的重要组成部分，电离层处于未电离的低层中性大气和更远的磁层之间，其本身并不产生能量，它受到太阳辐射、太阳风粒子、行星际磁场、地球磁场和中性大气等各种因素的影响。本工作基于历史积累数据，针对电离层变化性，采用频谱分析、小波分解重构、多元尺度分析等方法，分析了电离层的中短周期变化形态，特别是对电离层变化性的时间、空间特性进行研究。　　电离层的中短周期（2-30天）变化受到太阳辐射、地磁活动等因素的调制，在不同太阳活动性下，太阳因素的控制比例有所不同，最为明显的结果是，太阳活动高年，电离层受到太阳因素控制强烈。对于相同的太阳活动性，受到低层大气的气象因素和短周期波动的影响，不同地区所受太阳因素控制的比例也有差异。　　本工作基于小波分解重构，从影响电离层变化的空间环境各因素的周期变化分布的角度出发，给出了太阳辐射、太阳风速度、行星际磁场、地磁活动、大气成分和温度等因素中不同周期变化的方差比例，进一步明确了行星际磁场南北分量Bz和中性大气对电离层短周期变化的影响的重要性。结果表明，电离层中存在各种周期尺度的周期变化，在2-64天的时间尺度上，其周期变化的方差在2-4天短周期上最大，随着周期的增长，方差逐渐减小，在32-64天周期最低，这一特征与行星际磁场分量Bz、中高层大气[O]/[N2]以及低热层温度中的各周期的方差比例是较为一致的。　　在空间变化性研究方面，本文针对东亚扇区的电离层空间变化使用地面台站观测数据进行研究，使用相关系数的方法，计算东亚扇区12个测高仪台站测得的电离层F2层临界频率(foF2)的空间相关性，结果表明，东亚扇区的电离层存在明显的区域相似性，电离层中沿纬线方向的空间相关性较大，而沿经线方向的空间相关性较小。在对太阳活动高年和低年的电离层空间相关性进行比较的基础上，进一步讨论了纬度因素、太阳活动性、赤道异常峰以及地理因素对电离层空间变化性造成的影响。　　在此基础上引入多元尺度法，比较多元尺度法和相关系数法所得的结果，两种方法结果基本一致，多元尺方法得到的C-Map(ConnectivityMap)直观简便，但由于数据降维的原因，只能近似反映离散度，不能精确还原相关关系。利用多元尺度法能够直观反映大量数据离散度的特点，本工作分析了全球电离层垂直电子总含量VTEC(VerticalTotalElectronContent)数据，使用多元尺度方法得到的C-Map，对全球电离层中的空间变化进行了初步的分析，并讨论了C-Map在电离层空间变化性研究以及台站选址方面的应用。结果表明，由全球VTEC计算得到的C-Map，一方面可以作为电离层空间变化性研究中对将要研究的台站进行选择的一项依据，另一方面还可以作为建立电离层监测台站时对台站选址的参考。