地下核爆炸的主要非爆炸源机制

通常将地下封闭式爆炸近似为球对称爆炸震源来研究,然而利用这一模型来解释由地下核爆炸激发的近场和远场地震波的全部特征是远远不够的,通过理论和利用地下核爆炸产生的地震波数据的研究,学者们总结出了一些重要的辅助震源模式,作为地下核爆炸的二次源机制,如地震波转换震源模式、层裂震源模式、构造应变能释放震源模式等.其中的一些模型成功地解释了诸如地下核爆炸Lg波的激发机制等重要问题.本文介绍了这些重要模式的研究背景及理论依据,并且详细地推导了层裂源的数学描述过程.     

地下核爆炸磁异常

研究目的在于跟踪地下核试验现场核查新方法,通过选择合适的磁力仪器,研究针对地下核爆炸磁异常数据解释方法,使磁法成为一种地下核试验现场核查方法的新技术;并且可以根据磁异常数据处理解释,作为研究探测地下核爆炸相关参数的方法和工具.     

磁法探测地下核爆炸初探

从核核查角度探讨了地下核爆炸产生磁异常的机理,并对磁法探测地下核爆炸可行性进行了分析研究,结合我们的一些试验研究认,为通过分析处理地下核爆炸的磁异常可以达到核核查目的.     

地下核爆炸前后的地磁观测及其结果

为研究震磁效应,在我国西部地下核试验现场布设了17个测点,于1983年9-10月间进行了地磁总强度的观测.资料分析结果表明,在离地下核爆炸点3.8——140km 范围内,各测点地磁总强度的差值变化在地下核爆炸前后存在异常,最大异常约为1.9nT;而且该异常与各测点至地下核爆炸点的距离具有一定的关系.在地下核爆炸时刻,存在2-3nT 地磁总强度的异常变化.这一结果对震磁关系与地磁预报地震的探索研究具有一定的参考意义.      

利用经验格林函数识别地下核爆炸与天然地震

利用目标区域内的小当量地下核爆炸事件作为经验格林函数(EGF), 来估计发生在该目标区域内的可疑地震事件的相对震源时间函数(RSTF). 天然地震和地下核爆炸的震源物理过程的本质区别会通过震源时间函数, 表现出不同的特征. 研究结果表明, 地下核爆炸的远场RSTF表现为简单的、与方位角无关的单脉冲或双脉冲形式, 宽度约为1.0 s; 而基于地下核爆炸事件作为经验格林函数反演得到的天然地震的RSTF通常表现出很复杂的形式; 不仅表现为周期不固定的多脉冲形式, 而且随方位角、震中距的变化而变化. 对目标区域范围内发生的可疑地震事件, 利用已有的经验格林函数来反演其RSTF, 并通过对RSTF的分析来研究是否为地下核爆炸, 对地下核爆炸检测及识别研究不失为一种有效的参考手段.     

不同模型下爆炸源和层裂源的 Lg波特性研究

地下核爆炸区域及远区地震波信号中,有二次源即层裂源的贡献,其对区域震相Lg波具有调制作用.本文利用理论地震图数值模拟方法,分析爆炸源和层裂源在3种典型介质速度模型下的区域震相特征,得到了爆炸源和层裂源所激发的Lg波与介质速度模型的关系,并结合CLVD源所激发的S波随震中距的演化过程,对Lg波的形成机制进行了阐述.结果表明,CLVD源是激发地下核爆炸低频Lg波的主要因素.      

选自东哈萨克地下核爆炸的Lg震级

可用亚洲南部和斯堪的纳维业的世界标准地震台网的台站的地震图上记录到周期为1秒的Lg波的振幅来确定东哈萨克试验场东部62次地核爆炸的mb(Lg)值。这此爆破选自1965年到1985年期间mb(P)≠5．5级或更大的。假定对饱和水岩石而言，把内华达试验场得到的mb(Lg)与当量的关系用于东哈萨克试验场估计了爆破的当量。假定地壳结构和核爆点的深度的横向变化不影响mb(Lg)的值，Lg资料表明，内华达试验场和东哈萨克试验场之间mb(P)的偏差是0．35震级单位。     

太原基准地震台核爆震相识别

对太原基准地震台记录的核爆及天然地震波形进行对比分析,结果显示：①与天然地震相比,核爆震相特征相对独特;②地震优势频率较窄,而核爆优势频率则较宽,即对于震中距相近、当量不同的核爆波形,太原台记录的时频变化特征相似;③对于震中距相近的天然地震与核爆波形,太原台记录的时频特征差异明显。     

利用小波变换分析朝鲜核爆波形特征

基于小波变换方法,对2009-2017年黑龙江省牡丹江地震台（MDJ）记录的5次朝鲜核爆信号进行Daubechies小波8层多尺度分解,通过对比分析近似和细节部分信息,发现核爆信号进行小波分解后,在不同层存在相同特征,且有别于地震信号分解后在相应各层的特征。可见,利用该方法可有效识别朝鲜核爆。     

基于理论地震图方法的波导结构对 地下核爆炸Lg波传播特性研究

基于频率-波数域算法的理论地震波形图方法, 可以数值模拟频率达到10 Hz、 震中距达1000 km的区域理论地震波形图. 该算法适用于计算大量分层地壳结构中激发的导波Lg波. 本文在前苏联东哈萨克斯坦地下核试验场至我国乌鲁木齐台站间的地球介质速度模型中, 引入速度梯度结构、 速度扰动分布的薄叠加层结构、 降低Q值结构以及速度扰动与Q值变化的综合结构来模拟实际地壳波导结构, 较好地模拟出东哈萨克斯坦地下核爆炸地震在乌鲁木齐台站记录的宽频带地震波形图, 模拟出完整的Lg波序列, 该序列符合Lg波能量分布特征, 且能够解释Lg波波尾的特征. 结果表明, Lg波的形状和峰值结构均依赖于地壳的不同波导结构.      

提取视震源时间函数的PLD方法及其对2005年克什米尔MW7.6地震的应用

通过重构用于确定视震源时间函数有效持续时间的判别函数,对提取视震源时间函数的PLD方法进行了改进;利用合成资料和实际资料,验证了改进后PLD方法的可行性和稳定性.将PLD方法应用于2005年克什米尔M_W7.6地震及其11个余震的1887条记录,在84个台站处获得了这次地震的视震源时间函数.分别平均从不同台站的P波、S波、Rayleigh波和 Love波中得到的视震源时间函数,获取了主震的平均视震源时间函数.对视震源时间函数的分析表明,2005年克什米尔M_W7.6地震的持续时间大约为25 s,这是一次“急始型”地震,总体上表现为圆盘形破裂.但有迹象表明,破裂在初期有向西北方向发展的单侧传播趋势.     

地下核爆炸Lg波的激发机制

地下核爆炸Lg波的激发机制,目前尚未十分清楚.其中主要观点之一是源区附近由补偿线性矢量偶极源（CLVD）激发的Rg波的散射形成的S波是Lg波能量的主要来源.本文利用理论地震图模拟方法,基于东哈萨克斯坦地区速度模型,分析比较了东哈萨克斯坦地壳速度模型下的爆炸源、张裂源及CLVD源对区域震相Lg波的影响.结果表明,从能量的角度来看,CLVD源是激发Lg波的主要因素.模拟计算结果也进一步证实了CLVD源激发的Lg波振幅谱具有低谷点的特征源自于该震源所激发的Rg波;在此基础之上,检验了Patton提出的估算震源埋藏深度的经验公式.结果发现,该公式仅适用于震源埋藏深度较浅的情况（<500m）.这些结果对于进一步理解及更好地利用Lg波具有重要理论指导意义.     

经验格林函数法与随机有限断层法在合成近场强地震动中的联合运用

本文采取将经验格林函数法与随机有限断层法相结合的方式,突出体现了各自方法的优点,通过经验格林函数法确定地震震源参数,用随机有限断层法计算参数、检验其合理性。利用1998年新疆阿图什M6．9级地震的肘L4．7级余震记录,合成了这次地震的最大余震Ms6．0级地震的加速度记录,并将合成的结果与实际记录在频域和时域做了对比,分析研究了地震动特征和这次最大余震的可能破裂特征。同时对经验格林函数法需进一步改进的方向进行了探讨。     

朝鲜地下核试验的地震学观测

自2006年至2017年,朝鲜民主主义人民共和国在中朝边界地区的试验场进行了6次地下核试验.本文综合报道根据东北亚地区的宽频带数字地震资料利用地震学方法对这六次地下核爆炸的研究.结果表明,朝鲜地下核试验在区域台网产生的地震记录具有典型浅源爆炸的特征.针对上述资料发展了处理核爆数据的方法并据此得出各次朝鲜核爆的地震学参数,包括事件识别、当量测定、以及震中相对定位等.对6次核爆和4次天然地震P/S类型谱振幅比的统计分析表明,2 Hz以上台网平均谱振幅比可以正确地将朝鲜核爆从天然地震中识别出来,从而有效监测在朝鲜半岛进行的当量大于0.5 kt的地下核试验.同时也发现,建立在体波-面波震级比之上的识别方法不适用于朝鲜核试验场.通过建立中朝边界地区基于Lg波的体波震级系统,计算了各次朝鲜核试验的体波震级m_b（Lg）,并由此估计了它们的地震学当量,其值介于0.5 kt至60 kt之间.由于缺少爆炸埋藏深度的数据,上述当量有可能被低估,因而有必要对深度影响做进一步研究.以第一次爆炸的位置为参考震中,利用Pn波相对走时数据和高精度相对定位方法获得了各次核爆在试验场中的精确定位.