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电离层不规则结构是出现在背景电离层中的一种小尺度结构。在电离层E区和F区中常见。在电离层E区，不同尺度结构形成斑块，伸展的水平区域可达数百至数千平方千米，统称偶发E层(Sporadic-E)。F区的不规则结构在测高仪电离图上表现为回波描迹的扩展，这一现象称为扩展-F(Spread-F)。在理论上，电离层不规则结构的形成机理与电离层电离气体的不稳定性有关，并受到多种环境因素诸如地磁扰动，声重力波活动等的影响，研究它们的发生和演化规律对深入了解电离层中的物理过程十分关键。而从应用角度，这些不规则结构可造成在电离层中传播的电磁波相位和幅度的强烈闪烁，严重影响全球导航定位卫星系统(GNSS)等的运作精度，因此电离层不规则结构，特别是Spread-F的观测和研究日益受到人们的重视。国际参考电离层模型的最新版本(IRI-2007)中，新增了赤道地区Spread-F的预测模型，表明了当前这一领域国际研究发展的新趋势。
由于在赤道和极光带电离层电场和地磁场的位形配置有利于某些等离子体不稳定性的激发，因此这两个地区是不规则结构出现的主要区域，也是地球上闪烁最严重的区域，但Spread-F也是中纬度常见的夜间现象。Spread-F的发生率是研究其机理最常用的观测参量，用电离图上F区回波描迹展开来判断扩展-F的出现及形态已有70多年历史，作为电离层重要参量之一，至今仍是对扩展-F进行统计研究的主要手段。本文通过对观测资料的统计分析，深入探讨其发生率的经度和纬度效应。为了更进一步的了解对扩展F现象的影响因素及其在不同经纬度、不同太阳活动条件、不同季节和地方时等时空条件下的变化特征，为扩展F的建模预测提供有意义的参考，本文首先选取中纬度处于几乎同一纬度但经度相差近3个时区的长春站和乌鲁木齐站在1992-2001年间的扩展F观测数据，对两站所处区域的经度效应展开对比研究。资料分析表明：在绝大多数情况下，长春站扩展F现象的发生频次都比同时期乌鲁木齐站的多得多，显示了明显的经度效应，我们对这一结果的可能机制也提出了定性的看法。两站扩展F发生频次的峰值均发生在太阳活动低年的夏冬月份，且主要发生在后半夜，这与中纬度许多研究结果相一致。与这些结论相对的是，在1996年期间，乌鲁木齐站扩展F现象发生频次比长春站的要多。这些结果为我国中纬度地区扩展F现象的建模预测提供了有价值的参考。在最新公布的国际参考电离层(IRI-2007)模型中添加了对低纬度扩展F现象的预测模型。这是该模型的一大进步。由于该模型主要采用巴西赤道附近站的观测数据，本文的另一工作便是选取赤道地区两个处于相近纬度的但经度远离巴西的台站扩展F的观测数据，通过比较IRI-2007对这两个台站所处地区同时期扩展F的预测值与观测值，考察两台站扩展F现象发生频次的经度效应对其建模预测的影响。结果表明，模型对不同地理经度台站的预测结果与观察结果有较大的差异。这进一步说明扩展F现象的经度效应在其建模预测过程中应加以考虑。