核爆地震学监测研究

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。自2006年至2018年,朝鲜在中朝边界地区的试验场已进行了6次地下核爆炸试验,对中国周边安全及国际政治方面有重要影响。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?通过利用布设在我国东北的地震台阵资料,建立了中国东北及邻近地区宽频带高分辨率的Lg波衰减模型,发展了对朝鲜地下核试验进行地震学监测手段。采用相对定位方法,精确测定近年来6次朝鲜核爆的起爆时间和震中位置。根据朝鲜核试验场及其邻近地区核爆事件和天然地震的垂直分量波形资料,利用纵横波振幅谱比值 Pn/Lg、 Pn/Sn 和 Pg/Lg 对天然地震和爆炸震源进行识别。通过计算朝鲜核试验的 Lg 波体波震级和 Rayleigh 面波震级,测定了 6 次朝鲜核爆的地震学当量(如下图)。基于区域地震台网资料,建立了一套进行低当量地下核试验定位、识别、震级计算与地震学当量估计的快速处理流程。这是针对国外突发核事件进行应急研判的有效手段,为我国军事科技、国防安全和外交战略提供了重要参考。


朝鲜核试验场震级-当量经验曲线和当量与埋藏深度之间的折衷关系曲线.
(a) 在朝鲜核试验场进行当量估计的震级-当量经验曲线. DPRKT 1~6 为 6 次朝鲜地下核试验.
(b) 朝鲜地下核试验当量与埋藏深度之间的折衷关系曲线。