电磁离子回旋（EMIC）波在地球内磁层动力学过程中扮演着极为重要的作用,例如沉降具有兆电子伏特能量的相对论电子,通过回旋共振投掷角扩散引起环电流粒子损失,通过朗道阻尼加热冷电子,通过波粒相互作用加热离子。EMIC波作为内磁层中一种常见的波动,其形成机制以及对地球空间环境的影响近些年越来越受到学界的关注。本文基于观测,理论分析以及数值模拟,对内磁层中EMIC的激发机制及其对等离子体场线分布的影响进行了深入研究。主要研究成果如下:1.获得了太阳风动压直接驱动EMIC波激发的观测证据报道了发生于2015年11月6日的EMIC波动快速产生与消失事件。该事件由太阳风动压的连续增强和减弱导致。VAP卫星探测到>60 ke V的热质子在磁层压缩期间各向异性增强,引起了EMIC波动的激发。而在动压降低磁层膨胀时热质子的各向异性迅速减少并导致EMIC波动消失。该观测事件表明了太阳风动压可以在日侧磁层中多点、快速、直接地影响离子动力学过程以及EMIC波动的演化。通过对波的特性和粒子观测进行分析,卫星观测到的EMIC波是由远离磁赤道的各向异性离子所激发。2.研究了EMIC波非线性二次谐波的产生机制EMIC波的二倍频谐波近些年来被一些学者所报道,但其形成机制却尚未有定论。前人基于多尺度分析法得到了EMIC波出现二次谐波时,其频率与波矢需要满足的限制条件,即二次谐波频率与波数均需为基波的两倍,且基波与二次谐波传播方向相同。MMS卫星于2018年11月7日观测到了具有谐波结构的EMIC波。双相关指数的结果表明基波与二次谐波在频率上存在耦合,并且满足二次谐波激发需要满足的倍频关系。利用MMS多颗卫星的优势,用相差法得到基波与二次谐波之间波数同样存在两倍关系。因此我们通过观测验证了理论分析的结果。利用一维和二维混杂模拟重现了EMIC二次谐波的激发过程,将双相关指数应用到模拟结果中,验证了基波与二次谐波在频率与波数上理论预测的耦合关系。3.找到了EMIC波加热低能离子引起赤道质量密度峰值的观测证据范艾伦卫星于2017年8月29日同时观测到了ULF波场线共振与双波段EMIC波,为反演质量密度的场线分布提供了有利条件。我们根据观测到的ULF谐波频率,求解了toroidal模波满足的波动方程。根据EMIC波截止频率得到了范艾伦卫星当地的离子组分。结合两种波动的特征频率,理论计算的结果表明磁赤道附近存在质量密度峰值。ULF谐波频率间隔的分布表明EMIC波的出现同更宽的ULF谐波间隔有着很好的相关性。在VAP卫星的离子观测数据中,EMIC波动出现时,离子的垂直通量存在明显增加,表明低能离子受到了EMIC波的垂直加热。利用刘维尔定理将这一部分低能离子的分布情况沿着场线投影后,其场线质量密度分布也支持赤道局部峰值的出现。因此我们找到了EMIC波垂直加热冷离子促进赤道质量密度峰值的形成的观测证据。