国际监测系统(IMS)台网布局综述与评价

1960年9月10日的联合国大会通过了全面禁止核试验条约(CTBT),为了监视全面禁止核试验条约的执行情况,CTBT议定书附件1列出了IMS中构成基本网络的全球50个地震台站(阵)。IMS台阵多数为同心圆小孔径台阵。本文详细介绍了国际监测系统(IMS)的核监测试验方法、地震台站监测分类和建设步骤及两种不同类型的地震台站台网分布情况,并对IMS的地震监测能力做出了评价。     

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…     

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。     

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。     

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。     

哈萨克斯坦地震台阵

在哈萨克斯坦的5个现代化数字地震台阵中,4个小孔径同心圆结构的IMS简约型台阵建设、维护方便,全方位监测能力强,1个十字型结构中等孔径台阵,因对特定方位敏感,对更远距离已知核试验点监测能力更强。台阵观测场地均处于完整稳定的构造块体,内部岩石迁移性良好,噪声水平低,保证了对远处微弱地震信号的监测及各子台信号的相似性。地震检波器良好的性能,保证了台阵的地震信号记录质量和数据研究基础。采用卫星传输方式,有效保证了数据的实时性。哈萨克斯坦的地震台阵,其选址、布局、仪器、数据传输等台阵建设,为中国地震台阵发展建设提供了经验借鉴。     

禁核试核查国际监测系统中的USRK及KSRS台阵对朝鲜地下核试验场的地震信号检测能力评估

根据禁核试核查国际监测系统中的USRK及KSRS台阵的实际记录数据,统计建立了这两个台阵的本底噪声水平分布概率模型。基于地下爆炸的源频谱模型及比例关系,对2009年5月25日朝鲜核试验在这两个地震台阵上的实际记录信号幅值进行了比例折算,得到了更小震级的“朝鲜地下核试验”在这两个地震台阵上的多频带信号幅值。在3倍信噪比检测条件下,利用概率模型法分别得到了这两个地震台阵对朝鲜地下核试验场小震级地下核试验的多频带信号检测能力。结果表明,震中距在400 km左右的两台阵对朝鲜地下核试验地震信号的检测阈值均随着频率的升高而逐渐降低,即高频段的检测能力强于低频段。这两个地震台阵的最高信号检测能力均出现在6.0—9.0 Hz频带,90%检测概率条件下,USRK和KSRS在该频带的检测阈值分别为m_b1.5和m_b2.2。      

格尔木地震台阵勘址数据分析与台阵布局设计

为了增强西部地区的地震监测能力, 中国拟在格尔木地区建立一个小孔径地震台阵。 本文对台阵勘址数据进行了噪声与信号的相关性分析, 得到地震监测的最佳台间距。 结果表明, 对于近震和区域震的监测, 该台阵子台间距最好小于500 m, 对于远震的监测, 台站组合间距应为1500～2000 m。 最后将勘址布设的台阵作为初选台阵进行了台阵响应计算, 计算显示, 台阵响应的主瓣在NW-ES方向较窄, 表明对来自该方向事件的慢度分辨率较高; 由于呈“L”型分布, 该初选台阵确定某些方向地震的方位角较好, 但检测其他方向事件的方位角精度不高, 这可以通过台阵校正进行改善; 台阵响应中出现的多处侧瓣是由于子台间距较大造成的。     

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。     

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…     

上海地震台阵的波数响应

地震台阵的历史起始于 50年代未 ,当时其目标主要是检测、区别核爆炸信号和地震信号 .地震台阵研究包括地震台阵技术研究和地球物理学中应用研究 .其中台阵技术研究可以分为台阵建设和数据处理方法研究两大部分 (Anne,1 990 ) ,地震台阵理论研究的发展可涉及到地球物理学领域的许多科学问题(Tormod,1 989;Mykkeltveit,Bungum,1 984) .台阵主要用于监测微弱事件 ,而台阵的响应特性是衡量台阵对微弱事件监测能力的一个很重要标志 ,因此 ,不论是考察一个台阵 ,还是要着手建立一个台阵 ,必做的内容之一就是计算台阵的响应特性(Harjes,1 990 ) …     

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。     

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。     

地震台阵监测能力综述

根据各大网站地震目录和前人研究成果,分析全球地震台网与地震台阵、我国区域台网与地震台阵的监测能力,阐述了地震台阵与密集台网/台阵的区别。研究表明,对同一地区所检测的地震数,地震台阵是地震台网的3-10倍,而震级下限可降低1.2-2级。一般情况下,以微弱信号检测为目的的地震台阵监测能力均优于以结构研究为目的的密集台网/台阵,2种台阵是目的、性质、孔径、形状、台间距、技术手段、研究方法均不同的监测系统。     

次声波监测台阵及地震次声研究进展

通过文献调研,本文回顾了国际国内主要次声波观测台阵和地震次声波的最新研究进展,目的是寻找两者的差距与不足,为国内地震次声波监测台阵建设和地震次声研究提供有益的借鉴.文章首先对全球最大、分布最广泛的IMS次声观测台阵布设方式及降低风噪系统进行了详细归纳,与国内主要次声台阵在这两方面的进展对比后发现,国际次声台阵主要以小孔径多子台的方式布设,且大多配备有不同类型的降低风噪系统;国内次声台阵主要以广域台阵方式布设,仅有少部分实验性的小孔径次声台阵,且大多未布设降低风噪系统.随后文章对各类次声台阵在地震监测预报方面的研究成果进行了认真梳理,国内外对比可以发现,国内地震次声研究主要集中在震前次声方面,国际地震次声研究主要以同震次声研究为主,主要包括震中次声、衍射次声和本地次声的识别分析,以及应用相关次声信号开展次声源定位、地震动影响分析等工作.分析结果认为,今后国内地震次声监测台阵建设方面应该进一步加强小孔径多子台台阵建设及降低风噪系统布设,这更有利于次声互相关信号提取及提高数据信噪比;国内地震次声研究需要继续开拓思路,在关注震前次声波研究的同时,进一步加强同震次声波的分析,这更有利于追踪地震次...     

德国试验性地震系统（GERESS）

自60年代初期将地震台阵的方法和技术用于检测微弱地震及侦查地下核试验的地震信号以来,利用地震台阵技术和方法所开展的地震学研究及地下核试验侦查等方面的工作都取得了较大的进展。多年来,台阵观测实践和结果也说明了地震学方法是侦查地下核试验的主要方法,地震台阵则是地震观测的主要手段之一。     

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。     

新疆和田台阵PSD与PDF分析

和田台阵是我国第一个自主建成并运行至今的小孔径台阵,承担着监测印巴地区核试验以及我国西部地震活动的重要使命.台阵波形数据中充斥着背景噪声,直接影响着数据质量.为了评估台阵噪声水平,本文利用Welch平均周期法对9个子台记录的数十万条噪声样本进行功率谱估计,对出现的谱异常进行了总结归纳,通过绘制概率密度函数图以及单频曲线来研究背景噪声变化范围和规律,最后针对台阵降噪提出了建设性意见.研究结果表明,中心台长周期噪声功率谱密度随季节变化显著,具有周期性;受温度和气压影响,水平分量长周期噪声变化幅度较大,局部频段超出新高噪声模型,建议改善仪器安装条件,或者利用数学方法进行校正.所有子台短周期噪声变化规律与长周期相反,受到采石场影响,谱密度曲线在4~8 Hz之间出现形态规则的高频尖刺,A1、B3、B4子台最为明显,可以通过窄带滤波或者聚束予以压制.本文取得的研究成果为台阵运维提供重要依据,除此之外,总结出的不同地震频谱特征也为地震解释工作提供重要参考.