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磁层顶磁场重联是太阳风向磁层传输能量、动量和等离子体的主要机制。通量传输事件(FTEs)是磁层顶瞬态重联的重要观测现象。现阶段关于FTEs的基本问题，如FTEs通量管的起源与演化、FTEs的多尺度结构和形态以及FTEs的等离子体和能量传输过程等，仍然没有解决。最近，带有高速流反转重联信息的‘invivo FTEs被认为是磁层顶时序多X-线重联的一个有力证据。这些‘in vivo FTEs包含较多的关于磁重联形成FTEs的信息，对于认识FTEs的产生、演化提供了重要的线索。本文利用THEMIS多颗卫星的优势，分别从磁层一侧和磁鞘一侧对‘invivo FTEs进行三维特征和大尺度形态研究;利用TC-1卫星在磁层顶低纬重联区的观测，来研究‘in vivoFTEs的磁力线拓扑结构、等离子体分布特征等，并结合FTEs的三维特征对其在磁层项等离子体传输过程的影响进行了探讨。本文的研究工作主要包括以下三个部分。 一、从FTEs的三维特征和大尺度形态来看，越来越多的三维全球数值模拟结果显示，FTEs具有大尺度三维形态。但是，在不同的全球数值模拟中FTEs磁通量管的三维结构和形态有显著差别。迄今还没有任何观测结果能给出FTEs在整个三维空间的分布特征。论文通过THEMIS多卫星分别从磁层一侧和磁鞘一侧的观测分析发现FTEs位于磁层顶平面和磁层一侧的通量管在轴向、运动速度等方面具有明显的差异。结合通量管内磁力线拓扑结构的分析推断出‘in vivoFTEs的三维大尺度形态。其磁重联的三维特性与磁层顶时序多X-线重联理论相符。 二、长期以来，人们一直认为FTEs是一个开放的磁通量管，其中通量管一端连接磁层，一端连接磁鞘，从而构成了磁层和磁鞘等离子体的传输通道。FTEs通量管内磁力线的多种连接方式对太阳风-磁层耦合和能量、等离子体传输有着重要影响。虽然大量的全球数值模拟显示FTEs内存在四种不同的磁力线连接方式，但长期以来，由于缺少观测的证据，对FTEs是否真存在四种磁拓扑结构，一直无法给出确切的定论。论文通过对TC-1卫星在磁层顶低纬观测‘in vivo FTEs的磁层高能电子投掷角分布特征进行归纳，发现FTEs通量管内存在四种典型的磁层高能电子投掷角分布特征。通过分析推断出分别对应于四种不同的磁力线拓扑结构。对其他THEMIS事件的补充分析也得到类似的结果。和以往FTEs开放通量管的观测认识不同，首次从观测上证实了‘in vivoFTEs通量管中存在四种不同拓扑特性的磁力线结构，为时序多X-线重联理论提供了进一步的观测证据。 三、磁层顶FTEs通量管被普遍地认为是太阳风和磁层等离子体在磁层顶交换的一个通道。太阳风等离子体可以自由沿着开放通量管的磁力线进入磁层，同样磁层等离子体可以逃逸到磁鞘。论文对TC-1观测到的一个‘in vivoFTE进行详细研究。观测数据显示FTE具有明显的层状结构，离子和电子的加速/加热主要发生在外层区域，说明FTE的外层与多X-线重联密切相关。同时通过对电子的各向异性特征分析，发现超热电子可以局地捕获在通量管的外层区域，并提出基于磁层顶多X-线重联磁结构的不对称磁镜捕获模型。这与传统的观点有很大的差别，是对迄今关于太阳风和磁层通过FTEs通量管进行等离子体交换的认识的一个补充。 论文结构安排如下:第一章简要回顾磁重联的基本概念、FTEs理论及观测研究进展和存在的问题;第二章介绍本文数据分析过程中用到的卫星数据及分析方法;第三章利用THEMIS多颗卫星来研究‘in vivo’FTEs三维结构及运动特征;第四章通过多事件详细分析‘in vivo’FTEs的磁力线拓扑结构，并对等离子体传输效应进行探讨;第五章通过TC-1卫星对‘in vivo FTEs的等离子体分布特征进行分析和解释;第六章总结全文并提出下一步工作的方向。