台阵地震学、地震台阵与禁核试条约监测系统

本文介绍了台阵地震学的发展,国内外地震台阵的建设和工作进展以及地震台阵与全面禁止核试验条约(CTBT)国际监测系统(IMS)的关系。另外比较系统地论述了台阵地震学在地震精确定位和地球内部构造反演中的应用。     

兰州台阵勘址测点均方根值的计算与分析

引言 中国是全面禁止核试验条约(CTBT)缔约国之一,根据全面禁止核试验条约组织(CTBTO)建设国际监测系统(IMS)的计划,经我国有关部门批准,中国地震局地球物理研究所将建设兰州台阵。1999年8月,地球物理研究所台阵建设技术实施组经过实地考察,从几个候选阵址中选中兰州地震台西南方向18 km处的大尖山作为兰州台阵阵址。台阵阵址位于兰州南部的雾宿山区,有着稳定的基岩,在附近没有发现大的活断层。 台阵建设需要有噪声场稳定的场地,为了确定台阵阵址各勘址测点的噪声源与噪声的普遍变化,在中国地震局分析预报中心的支持下,共投入了一套FB…     

IMS的建设背景

应中国全球地震台网建设预研项目的需求,对全面禁止核试验条约组织(CTBTO)下设的国际监测系统(IMS)进行了调查研究。研究表明:IMS地震台阵技术逐渐发展,形成了一门学科,即台阵地震学,地震台阵的应用降低了地震(爆炸)检测下限,使地球精细结构研究成为可能。     

兰州台阵勘址测点对相干函数的计算与分析

引言兰州台阵是根据全面禁止核试验条约（CTBT）而建立的国际监测系统（IMS）中规定的基本台阵之一（郑重,徐智强,2000）。1999年8月2日至25日,中国地震局投入了FBS-3A宽频带地震仪、JCV-100型短周期地震仪,以同心圆和直线分布方式（图1）在兰州大尖山台阵阵址进行了为期18天的野外观测,记录了约3GB的波形数据。     

CTBT国际监测系统水声监测网络概况

介绍全面禁止核试验条约（CTBT）国际监测系统（IMS）水声监测网络的组成、类型、分布及其监测能力,从台站的地理位置选择、勘址条件及台站构成、性能指标等方面,详细阐述H-相和T-相水声台站的建设和发展,并分析新一代水听器台站的设计理念及研发测试进展,以期为相关技术研究和我国水声台站建设提供参考。     

第23章：地震台阵在地震与禁核试地震学中的用途

在远程检测地下核爆炸的唯一途径是依据其产生的地震信号。正因为这个原因，为验证“全面禁止核试验”情况提供数据而建立的国际监测系统（IMS）还得包含地震台站网。然而，即使监测到了地下核爆信号，也不可能准确无误地辨别出来。该监测系统旨在提供可鉴别出明显是天然扰动的数据和可识别出极有可能是地下核试验的数据。如果检测到可疑扰动，禁止核试验条约的缔约国就可要求这个被怀疑进行核试验的国家允许国际调查组织进入震中区进行现场视察，来核实其是否确实进行了核试验。     

小孔径台阵远震信号检测的改进

对广义F检测（Selby,2008）可用于自动远震信号检测做了论述。该方法应用于为监测《全面禁止核试验条约》（CTBT）遵守情况而建立的国际监测系统（IMS）基本地震台网13个小孔径台阵10天的波形数据。结果表明广义F方法可用于小孔径台阵的信号检测,虽然相关噪声妨碍了原来的F检测在这种台阵中的有用性。通过把检测结果与《事件检查公报》（REB,由用于监测《全面禁止核试验条约》的国际数据中心IDC提供）预测的初至P型震相到时进行比较,表明广义F检测适合与国际数据中心所用的传统信号检测方法进行比较。尽管F所做检测的总数量大概是国际数据中心所做的一半,但F做了更多的候选关联检测。增加关联检测的比例能够提高公报自动构建的效率,减少分析者工作量。比传统方法更优的是F检测方法基于噪声和信号的概率理论和物理模型而解释简单,对待每个台阵同等和客观,不需要主观调整。对关联和不关联检测的慢度矢量分布的分析表明,F和国际数据中心的关联检测有相似分布,而非关联检测分布可能不同,在一些台阵国际数据中心非关联检测明显与相关噪声源关联。     

全面禁止核试验条约（CTBT）科学技术大会（SnT）的科学议程和地震事件性质识别研究进展

全面禁止核试验条约组织（Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization,CTBTO）科学技术大会（Science and Technology Conference,SnT）致力于推进禁核试的科技进步,依靠科技创新来加强《全面禁止核试验条约》（Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty,CTBT）的条约核查制度能力,加快条约生效进程。鉴于地震学是禁核试监测的重要手段以及SnT大会的科学进展有助于检视地震科技的发展,本文系统分析了SnT大会的科学议题设置以及SnT大会中地震事件性质识别等研究进展。分析表明,SnT大会主题中的 “地球复杂系统” 和 “传感器与网络技术” ,以及禁核试监测手段中的地震学手段更受关注。事件性质识别研究始终是与CTBT相关的地震学的核心问题,其在朝鲜系列核试验事件的应用研究也同样是关注的焦点问题,而深度学习和机器学习等新技术在事件性质识别研究中展示了较快的发展趋势。      

兰州台阵勘址测点的功率谱估计与分析

引言 兰州台阵是根据全面禁止核试验条约（CTBT）而建立的国际监测系统（IMS）中规定的基本台站之一（郑重，2000）。1999年8月2日至25日，在经过了图上作业、宏观勘察、初选台点计算和观测设计之后，IMS地震处与中国地震局地球物理研究所对兰州台阵阵址进行了勘址观测。在勘址观测中，双方以同心圆分布和直线分布方式在兰州大尖山台阵阵址进行了为期18天的野外观测。本文主要以中方仪器记录的数据对各测点的背景噪声功率谱进行了计算和分析，并对各测点白天和晚上的平均功率谱作了比较。 1 观测仪器与观测数据 1.1 观测仪器 中方在兰…     

地震鉴别40年的进展帮助验证全面禁止核试验条约

对全面禁止核试验条约(CTBT)能验证到多大程度已经争论了几十年。美国参议院在1999年就批准该条约的辩论中,验证成为主要的争议。当时的州长乔治·布什在2000年声称并于2002年作为总统再次声称,美国在1996年签署的该条约是不可验     

兰州大尖山地震台阵勘址

介绍了兰州大尖山核试验监测地震台阵的勘址工作，包括本地区的地质背景、气象条件以及中心建筑（CRF）和各子台建筑的的工程地质情况。该台阵投入观测后表明：台阵所在地区的气象、地质条件等观测环境完全满足全面禁止核试验条约组织国际监测系统（CTBTO／MS）勘选台阵的要求。兰州大尖山地震台阵的建成，进一步提高了甘肃省兰州市及周边地区微震活动的监测能力。     

CTBT国家数据中心概述

1996年9月24日,全面禁止核试验条约(CTBT)在联合国总部公开供签署.为更好地发展禁核试条约的核查技术能力,各主要签约国指定其国内的官方机构建立国家数据中心(NDC),代表该国履行相应的条约义务并积极发展自己的国家技术手段(NTM).目前签约国家中,美国、俄罗斯、英国、法国等国具有较强的核查技术能力.本文主要调研了CTBT条约框架下国家数据中心机构的设置和职能;分析了各国国家数据中心在地震、放射性核素、水声和次声四种核查监测技术能力的特点和发展现状.     

海拉尔、兰州核查台阵顺利通过验收

1996年钱其琛副总理代表中国政府在联合国《全面禁止核试验条约》上签字。为了履行《全面禁止核试验条约》中规定的义务，中国地震局、中国人民解放军总装备部和中华人民共和国外交部联合发文，决定在内蒙古自治区的海拉尔和甘肃省的兰州建设用于核侦察的地震台阵，     

海拉尔兰州核查地震台阵的勘址和地动噪声功率谱的计算

根据《全面禁止核试验条约》,在海拉尔和兰州现有三分向地震台的基础上建设两个地震台阵。为此目的,中国地震局地球物理研究所（ＩＣ／ＣＳＢ）与全面禁止核试验条约组织国际监测系统（ＣＴＢＴＯ／ＩＭＳ）对两个新台阵进行了勘址观测。实地勘址开始于１９９９年初。１９９９年８月和９月分别在兰州和海拉尔进行了勘址观测。兰州台阵阵址们于甘肃省兰州市西南１８ｋｍ处;海拉尔台阵阵址们于内蒙古自治区海拉尔市东北３４ｋｍ处。勘址观测仪器由ＩＭＳ提供的６套宽频带地震计及２４位数据采集器组成。仪器在两个阵址分别布设于２０个左右的侯选点进行观测,从兰州阵址较浅的摆坑到海拉尔阵址摆坑深至地表以下８ｍ。地球物理研究所与ＩＭＳ联合对数据进行了分析。结果显示两个地区大多数观测点的地噪声功率谱在高于１Ｈｚ的频域上均低于宽频带台站的平均值。     

第24章：监测执行《全面禁止核试验条约》的地震学方法

1996年9月，经过近40年期间遭遇许多次失败的协商谈判之后，对《全面禁止核试验条约》（CTBT）的文本最终达成了一致并在联合国开放供各国签署，随即由5个声称拥有核武器的国家（美、俄、中、英、法）进行了签署。在签字仪式上，克林顿总统称该条约为“最长久的追求、最艰苦的战斗、核武器控制的收获”。     

IDC和NDC互动关系分析

随着《全面禁止核试验条约》的签订,全面禁止核试验条约组织(Comprehensive Nuclear-Test-Ban Treaty Organization,CTBTO)也在同一年成立。条约设立缔约国大会、执行理事会以及技术秘书处作为条约组织的机构,技术秘书处包括国际数据中心(International Data Center,IDC)。为保障条约得到有效履行,该条约规定了一套严格的核查机制,为了促进成员国与CTBTO间的技术互动,各个条约缔结国的国家数据中心(National Data Center,NDC)也同步建立,本文将对NDC的组织机构、工作思路、运行方式及和IDC的互动关系等做细致调查和分析说明。     

布加勒斯特国家地球物理研究和发展研究所:25年的历史回顾

罗马尼亚国家地球物理研究和发展研究所 (NIEP)成立于 1 977年 2月 ,负责协调与罗马尼亚的地震有关的研究工作。NIEP隶属于罗马尼亚教育与研究部。NIEP的主要任务是在罗马尼亚开展地震监测和管理国家地震台网。NIEP开展广泛的地球科学基础研究工作 ,包括震源和地震构造学研究、地震灾害评估、场地效应和小区划、岩石圈结构和动力学研究、地震预报、地震危险性评估和减灾研究。NIEP在支持全面禁止核试验条约 (CTBT)方面 ,确保罗马尼亚的技术服务于全球的地震监测。根据其工作任务 ,NIEP的主要目标是 :发展先进的地震数据收集和管…     

核爆识别方法及地震台阵应用综述

随着《全面禁止核试验条约》的签订,应用地震学方法有效监测地下核试验成为科学研究的主要课题。地震观测技术的发展以及地震台阵的建设和应用使得对小当量核爆的定位、识别等成为可能。本文主要对核爆识别方法及地震台阵应用进行综述。首先介绍应用地震学知识进行爆炸识别的常用筛选步骤及方法;其次介绍地震台阵数据处理常用的聚束法、频率-波数分析法及相似系数法等方法,并分析台阵在核爆与天然地震识别中的优势;最后主要介绍中国地震台阵建设、发展及其在核爆与小震识别中的应用前景。     

核试验说明了USArray台阵数据的质量

作为USArray台阵部分而部署的地震台站,是美国国家科学基金会资助的主要研究仪器设备“地球透镜”计划的一部分。当全部运行时,USArray台阵将包括400个宽带地震台站的可移动台阵(TA),这些台站将以有规则网格的场点排列部署,台站间距约为70km。在今后的10年时间里,可移动台阵TA的布设区域将在美国境内迁移,最终在美国本土及阿拉斯加形成2000个记录场点。尽管USArray台阵的主要目的是记录探寻北美的构造、演化和地震活动性时所需要应用的地震信号,但可移动台阵TA布设后高质量的地震记录能力,就能够获得和分析用于诸如深地幔研究、地震破裂研究以及进行诸如地下核爆炸异常震源分析等其他目的的遥远小事件的资料。目前,可移动台阵TA正在美国西部进行初期的部署,2006年10月9日北朝鲜起爆地下核爆炸时已有约240个台站在运行(图1)。图1(左上图)事件及台站图的位置。(左下图)北朝鲜核试验及日本海深部事件的位置。(右图)得不到可移动台阵(TA)台站信号的位置(细线空心圆)、记录到低信噪比信号的台站(粗线空心圆)和具有北朝鲜核试验清晰P波到时的台站(实心圆)本文通过提取北朝鲜爆炸产生的高保真信号,说明可移动台阵TA对...     

使用稀疏宽带台网进行区域及远区域地震定位和震源参数估计：对里奇克雷斯特地震序列的检验

对1995年加利福尼亚里奇克雷斯特地震序列，使用伯克利数字地震台网（BDSN）的宽带，大动态范围仪器记录的数据进行了地震定位和震源参数估计。本文的目的是研究稀疏宽带合网对网外区域的监测能力，它也适合于全面禁止核试验条约（CTBT）监测小震级地震事件的情况，另外，我们还介绍一个震例研究，这是其他区域宽带台网检测能力的代表。为了评估稀疏台网的检测能力，我们把根据BDSN震相测量所估计的地震位置与“直实位置”目录中由南加州地震台网（SCSN）记录数据得出的高质量地震位置做了比较。为了确定不同类型数据对绝对事件定位的重要性，使用了一个自适应网络搜索定位程度，它利用了一个或多个台站的多震相拾取的时间和方位角。我们使用了BDSN台站距离范围在250－500km和500-800km内的稀疏子台网，结果表明：在区域距离范围内，可能得到达到18km以内的绝对事件定位，这是CTBT所要求的，然而，在远区域距离范围内，较低的保噪水平不可能使事件的定位达到CTBT所要求的目标。