等离子体作为宇宙中物质的主要组成,是空间物理研究的重要对象。等离子体层是磁层中最冷的部分,这部分的等离子体受近地空间电磁场的约束与地球共转。其的密度分布和动态变化受到磁层中磁暴,亚暴,波粒相互作用等物理过程的影响。而等离子体的分布变化也会影响到磁层中波的激发,间接影响高能粒子的沉降。本文对等离子体层在磁暴和亚暴期间的变化做了模拟和观测分析,并初步讨论EMIC波（Electromagnetic Ion Cyclotron Waves,电磁离子回旋波）对低能离子分布的影响。我们得到的主要结果如下:1、以AL指数驱动的电场为基础,推导等离子体层质子的相空间分布,建立新的方法模拟等离子体层。我们模拟了2014年2月18日到22日发生一系列磁暴事件时,等离子体层的在磁赤道面的演化。这种方法可以模拟出磁赤道面视角,等离子体层在磁暴期间较为细致的演化。通过模拟,我们发现,等离子体层整体对磁暴的响应在3个小时内,但是大磁暴对等离子体层的影响可以达到1-2天;我们的模拟中,等离子体层持续收缩,等离子体层顶始终被对流电场压制在约2-3个地球半径的距离,说明等离子体层的回填需要比侵蚀更长的时间。我们在分析等离子体层问题时,要考虑1-2天内地磁活动的变化。2、对月球视角的等离子体层的形态和演化的认识。（1）通过IMAGE/RPI（Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration/radio plasma imager,磁层顶-极光全球探测成像卫星/无线电等离子体成像仪）模型的电子密度经验公式结合电离层电子密度分布,对月球视角的等离子体层静态成像,成像结果能基本反映等离子体层的侧面形态,地磁的倾角对等离子体层的成像有很大影响。（2）我们利用嫦娥三号卫星6个月的极紫外数据,分析了不同地磁条件下,等离子体层侧面形态。我们发现在地磁平静时期,等离子体层整体舒展,呈弥散状态;地磁活跃时,等离子体层顶边界清晰,等离子体层的南北厚度变薄。（3）我们对亚暴和磁层稳态对流条件下的等离子体层观测进行了分析,此次观测中等离子体层实际的填充速度比模拟的结果快。磁层稳态对流开始后,等离子体层并未持续收缩,其层顶位置逐渐弥散,并未发现磁层稳态对流对等离子体层有明显的影响。（4）我们在向阳侧观测到了等离子体层顶的两次收缩。综合RBSP（Radiation BeltStorm Probes,辐射带磁暴探测器）的卫星穿越资料并结合第三章的模拟,我们认为昏侧和日侧之间的羽结构,会对侧面视角的等离子体层向阳侧位置造成影响。3、讨论EMIC波对低温等离子体投掷角调制的理论基础并得到了初步模拟结果。通过线性Hall-MHD（Hall-Magnetohydrodynamics,霍尔磁流体动力学）理论求解EMIC波的波场,同时在理论上研究EMIC波的对离子投掷角分布的影响。初步的模拟得到了EMIC波的色散关系和波数随时间的演化。后续的模拟,我们发现受大振幅EMIC波触发的整体速度的影响,离子数密度在投掷角在～90附近增强,离子投掷角的分布受波的调制,调制周期是EMIC波周期的一半。EMIC波对冷离子投掷角分布调制显著,对热离子投掷角分布几乎没有影响;对于相同能段的离子,EMIC波对的调制比更明显,对O的调制和其它离子显著不同;振幅越大的EMIC波,对离子投掷角分布的调制越明显;当波和磁场存在夹角时,由于波波耦合产生的高频谐波叠加导致,离子投掷角调制的周期被调制。