电离层-热层系统易受磁层能量沉降影响和低层大气驱动，电离层-热层耦合系统研究的一个核心问题是这两种能量输入方式中的多尺度过程。为了更好地量化多尺度极光和高纬电场，我们基于多分辨率高斯过程建立了一种新的数据同化模型，成功地捕捉到了大尺度和中尺度极光和电场结构的动态演变。为了研究低层大气波动效应，我们对电离层热层耦合模式TIEGCM进行了多尺度网格扩展(TIEGCM-NG)，并研究了2022年汤加火山喷发期间重力波的传播过程及其电离层效应。混合网格的设计有助于更好地模拟小尺度物理过程，同时降低计算成本。本报告将重点介绍这些工具(数据同化和TIEGCM-NG)的开发。