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研究进展

SRL:2013年2月12日朝鲜核爆的定位、识别和当量估计

发稿时间:2014-07-30 作者:

核爆监测是侦察地下核试验,探测试验国家或地区核技术发展水平的有效手段。1996年9月联合国通过的《全面禁止核试验条约》使核爆监测成为军控核查的主要内容。全方位的核监测可划分为陆基、海基、空基和天基。主要监测手段包括地震、遥感、次声、水声和放射性核素的测量等。核爆监测需要回答三个问题:(1)在哪?(2)是人工爆炸还是天然地震?(3)多大?与地震学研究相对应的监测技术主要为事件定位、识别和当量估计。

地质地球所地球深部结构与过程研究室赵连锋副研究员与合作者,继对2006年10月9日和2009年5月25日两次朝鲜地下核试验进行区域震相研究(Zhao et al., 2008,2012)之后,根据中国国家地震台网、全球地震台网和日本F-NET台网资料,完成了对2013年2月12日朝鲜地下核试验高精度定位、识别、震级计算和当量估计的研究。他们利用来自57个台站的100个Pn波互相关到时数据,采用相对定位方法,确定了朝鲜2013年核爆的位置是[41.2923±0.0004°N, 129.0727±0.0006°E],与2006年和2009年核爆的距离分别为3.0和0.4 km,定位精度约为52 m(图1)。为区分核爆和天然地震,对于朝鲜核爆和邻近区域的4次天然地震,根据大陆路径台站的垂直位移记录,计算了傅立叶频谱比Pg/Lg,Pn/Lg和Pn/Sn。经过距离校正和去噪处理后计算其台网均值,并以此作为区分地震和核爆事件的依据。图2所示为Pg/Lg比值,其中红色和蓝色分别为核爆和地震数据。结果表明,在2-15 Hz频带中,这一方法可以完全区分爆炸震源和天然地震。为确定朝鲜核爆的地震当量,他们使用中国东北及邻近地区宽频带高分辨率的Lg波衰减模型()计算Lg波震级。然后选择修正的、完全耦合的震级与当量关系式,得到2013年朝鲜核爆的Lg波体波震级为4.91,相应的地震学当量为7.47千吨(图3)。

上述研究结果已于近期发表在国际知名地震学期刊Seismological Research Letters(Zhao et al. The 12 February 2013 North Korean underground nuclear test. Seismological Research Letters, 2014, 85: 130-134, doi: 10.1785/0220130103)。
原文链接:http://srl.geoscienceworld.org/content/85/1/130.full(若需论文PDF全文,请与作者本人联系:zhaolf@mail.iggcas.ac.cn)

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