磁层亚暴是地球空间最重要的能量输入、耦合和释放过程，是近30年来日地物理学中最受重视的前沿领域之一。目前磁层亚暴爆发机制的研究虽已取得很大进展，但仍存在很大争议。争论的焦点是：导致膨胀相突发的过程和能量是起自中磁尾，传向近磁尾和极区电离层(Outside-in)；还是起自近磁尾，至极区电离层，同时传向中磁尾(Inside-out)。争论的核心问题是：增长相磁尾积累能量主要是通过磁重联还是近磁尾不稳定性释放的?磁尾磁重联、偶极化和极光突增三者有何因果关系?解决这一争议的手段，主要依靠多卫星联合观测和地面台站网配合观测；关键是揭示亚暴突发过程的时序和因果关联。我国双星-欧空局Cluster的中、近磁尾6点探测为实现这一目标迈出了开创性的步伐，已取得了重要的成果。最近美国NASA的THEMIS计划为空间多卫星联合观测和地面台站网配合观测磁层亚暴提供了新的良好的机遇。　　 THEMIS计划由卫星平台和探测仪器完全相同的五颗卫星组成，它的主要科学目标是探测亚暴过程的突发机制和大尺度演化。THEMIS五颗卫星的远地点分别为～27 RE(Probe1)，～17 RE(Probe2)，～10 RE(Probe3)，～10 RE(Probe4)和～7 RE(Probe5)，轨道周期之间互相成倍数，每4天在近、中磁尾日地连线附近排列一次，可以很好的用于研究亚暴不稳定性的突发、时序和演化过程。THIEMIS计划的全天空极光成像仪阵列(ASIs)共有20个全天空极光成像仪，空间分辨率1km，时间精度3秒；THEMIS地磁台站链GMAGs共有21个地磁台站，时间精度0.5秒。本文对THEMIS卫星系列2008年观测到的两次亚暴事件做了详细的个例分析，结合地面以及其他卫星的观测，得到了亚暴突发时序过程的清晰图像。论文主要内容如下：　　 一、2008年2月26日亚暴事件分析。　　 2008年2月26日03：30 UT至05：30 UT期间，发生了两次亚暴。两次亚暴期间，THEMIS P1和P2在中磁尾观测到了磁重联；ASIs观测到了两次极光尾地向流和偶极化；P5探测到同步高度附近带电粒子加速和注入(injection)。　　 这些亚暴活动的时序如下：　　 1.第一次极光增亮很弱，出现在中磁尾重联后2-3分钟内；随后极光缓慢和微弱地向极向膨胀，极光弧的纬度范围基本不变。这说明极光的首次增亮不是膨胀相突发，而是伪暴(pseudobreakup)。分析表明，这次极光增亮(伪暴)可能是由重联引发的动力学Alfven波及其加速的沉降电子触发的，与重联高速流没有关系。　　 2.第二次极光增亮较强；极光点亮后强度继续增加，并迅速向极向膨胀。极光的这次主增亮(maior intensification)标志着极光亚暴的开始，它与近地磁场偶极化、AE指数突增、高纬地磁负湾扰和中纬地磁Pi2脉动几乎同时(在～1分钟内)发生。这是亚暴膨胀相突发的标志。这些亚暴膨胀相突发信号都发生在地向流到达近地磁尾1-2分钟内，表明它们可能与地向流进入近地磁尾密切相关。　　 3.伪暴和亚暴膨胀相突发前，极盖区开放磁通量持续积累；膨胀相和恢复相期间，极盖区开放磁通量迅速释放并下降。这说明亚暴膨胀相的发生和发展，与尾瓣开放磁力线磁重联可能有直接的联系。　　 以上结果提供了下列亚暴突发的图像：中磁尾磁重联首先触发伪暴；高速流将磁通量和能量传输到近地磁尾，导致了亚暴电流楔的形成和电流中断，由此产生近地偶极化和极光主增亮，最终引起亚暴膨胀相突发。这一图像与“outside-in”模型及亚暴膨胀相两步突发模型的预测是一致的。　　 二、2008年1月9日亚暴事件分析。　　 THEMIS和POLAR卫星对2008年1月9日(06：30UT至08：00UT)亚暴的联合观测，为探索亚暴突发和演化的全球过程，提供了很好的机会。对这一事件的观测表明，“outside-in”和“inside-out”可先后出现在一个完整的亚暴事件中，是亚暴传输和释放能量的两个先后过程。该事件具有如下观测特征：　　 1.亚暴第一次增亮较弱，极向膨胀有限；伪暴发生前有重联产生的弱高速流到达近地磁尾；在此期间，极盖区开放磁通量持续增加，表明磁尾磁重联停留在等离子体片闭合磁力线重联阶段。　　 2.第二次较强的极光增亮(主增亮)后，极光弧迅速向极向和赤道向膨胀；极光主增亮与磁尾偶极化几乎同时，并与极盖区开放磁通量迅速减小同步，表明亚暴膨胀相突发与尾瓣开放磁力线磁重联相关。　　 上述观测表明膨胀相突发前，触发亚暴的能量，是由“外向内”传输的。　　 3.亚暴膨胀相期间，偶极化锋面由近磁尾向中磁尾传播，传播速度大约为70-100 km/s，表明亚暴电流楔(电流中断)区域由近磁尾向中磁尾扩展；与此同时极光向极向膨胀，极光弧极向边界移动与磁场偶极化锋面尾向后撤密切相连。　　 这一观测结果显示，膨胀相突发后，亚暴能量释放“由内向外”发展。　　 outside-in和inside-out过程同时存在的这一观测结果，是对亚暴重联-电流中断全球模型的有力支持。　　 三、亚暴膨胀相近磁尾漂移Alfven气球模不稳定性研究。　　 目前近地磁尾电流中断的机制仍在争论中，有多种可导致电流中断的不稳定性理论存在，如离子撕裂模不稳定性、动力学越场电流不稳定性和近磁尾漂移Alfven气球模不稳定性等。中国地球空间探测双星观测到近磁尾存在等离子体各向异性。本文将各向异性引入到近地磁尾气球模不稳定性研究，发现DAB与Firehose耦合的情况下不稳定性增长更快，并指出这是触发近地磁尾偶极化的可能性之一。