Для определения закономерностей вариативности ионосферы использовался статистический анализ ионограмм вертикального радиозондирования станций Москва, Ленинград и Ростов. Исследовались квантили отклонений критической частоты слоя F2 ионосферы от медианы, рассчитанной за 27 предыдущих суток. Уровень квантилей выбирался последовательно 0,1 и 0,9; 0,05 и 0,95. Суточный ход квантилей этих уровней на всех исследуемых широтах, хорошо выражен и имеет примерно одинаковую форму при всех видах солнечной и геомагнитной активности. Однако при высокой геомагнитной активности с понижением частоты суточный ход становится менее определенным вследствие наличия большого количества возмущений. На большинстве анализируемых суточных ходов присутствует увеличение значений квантилей сразу после восхода Солнца как в положительной, так и в отрицательной области. Данное увеличение проявляется в различное время года для разных широт, с повышением широты разница между минимальным и максимальным значением в рассматриваемой области растёт в среднем с 10 до 20%. В большинстве случаев максимальные и минимальные значения при низкой и высокой геомагнитной активности для всех типов солнечной активности совпадают по времени на всех широтах.
Общий уровень положительных отклонений (квантили уровня 0,9 и 0,95) при высокой геомагнитной активности выше, чем при низкой в любое время года, при всех рассматриваемых видах солнечной активности для низких и средних широт. На высоких широтах общий уровень положительных отклонений при высокой солнечной активности выше, чем при низкой солнечной активности всегда. При высокой геомагнитной активности общий уровень положительных отклонений выше все месяцы, чем при низкой геомагнитной активности.
Общий уровень отрицательных отклонений (квантили уровня 0,05 и 0,1) на низких широтах примерно одинаков во все месяцы как для низкой, так и для высокой геомагнитной активности для всех уровней солнечной активности. На средних широтах общий уровень отрицательных отклонений при низкой геомагнитной активности выше в периоды равноденствия (примерно на 10%) в основном за счёт увеличения в послерассветный период, в остальное время совпадает с низкими широтами. На высоких широтах поимо совпадения с уровнем низких широт зимой отклонения при высокой геомагнитной активности значительно больше, особенно в ночное время.