朝鮮半島兩次核爆的識別

張 萍

（遼寧省地震局，沈陽 110034）

2006年10月9日10點35分和2009年5月25日8點54分朝鮮先后進行了兩次核試驗，震級分別為ML3.5和ML4.9。利用遼寧數字地震臺網和丹東區(qū)域臺網記錄的朝鮮兩次核爆的波形事件，采用波形特征對比、多階小波細節(jié)分析以及S波拐角頻率計算方法，對核爆進行識別與判定。

1 選用資料

朝鮮首次核爆，遼寧臺網共有15個臺站，使用的儀器為速度型短周期地震儀，采樣頻率為50 Hz；丹東臺網有7個臺站，采用短周期地震儀，采樣頻率為50 Hz。朝鮮第二次核爆，遼寧臺網共有34個臺站，絕大多數臺站使用的是寬頻帶地震儀，采樣率為100 Hz；丹東臺網有7個臺站，其中丹東、寬甸、岫巖、孤山4個臺站使用寬頻帶地震計，采樣率為100 Hz，太平灣、弟兄山、柞木山3個臺站使用短周期地震計，采樣率為50 Hz。由于兩個臺網各臺站記錄兩次核爆的遠近不同，記錄事件震相的清晰程度也不同。寬甸臺距核爆地點比較近，震中距Δ≈385.5 km。其余臺站震中距在400～600 km。

2 朝鮮兩次核爆的識別

（1）事件記錄特征對比。朝鮮兩次核爆震中位置比較接近，但核爆震級、釋放的能量、使用的炸藥量不同，臺站使用的地震計不同，所記錄的波形特征也不相同。使用寬頻帶地震計記錄的臺站，SG波后續(xù)面波較為突出，出現長周期的面波；而使用短周期地震計記錄的臺站，記錄的體波高頻特征較為明顯，體波特征突出，而面波非常弱，不發(fā)育。

（2）S波拐角頻率計算結果。利用遺傳算法，計算了唐山地區(qū)介質的品質因子 Q值、地震的震源參數和臺站的場地響應，取得了較好的研究成果。借助于劉杰等提供的利用遺傳算法計算波譜軟件，計算 S波的拐角頻率。朝鮮首次核爆，使用遼寧臺網有9個臺站，計算S波拐角頻率平均值為?cs=7.80 Hz；使用丹東臺網4個臺站，計算S波拐角頻率平均值為?cs=8.21 Hz；朝鮮第二次核爆，使用遼寧臺網15個臺站，計算S波拐角頻率平均值為?cs=8.01 Hz；使用丹東臺網7個臺站，計算S波拐角頻率平均值為?cs=7.59 Hz。

3 結論

（1）朝鮮兩次核爆不同臺站使用不同儀器（短周期地震計、寬頻帶地震計、甚寬頻帶地震計）顯示的波形特征存在一定的差異。使用短周期地震計記錄的臺站，記錄的體波高頻特征較為明顯，體波特征突出，而面波非常弱，不發(fā)育；使用寬頻帶地震計記錄的臺站，SG波后續(xù)面波較為突出，長周期面波特征明顯。

（2）從小波變換不同尺度分析發(fā)現，隨著尺度的增大，地震、爆破和核爆能量都在快速衰減，所不同的是地震能量集中于第1階到第4階，第5階以后能量因時域范圍較寬而分布非常弱；而爆破和核爆記錄在第6階面波顯示較為清晰，能量也因時域范圍較窄而分布集中。朝鮮兩次核爆的小波細節(jié)分析結果檢驗，具有爆破特征。

（3）對遼寧臺網和丹東臺網地震與爆破定量研究結果，爆破S波拐角頻率平均值為7.70～8.1 Hz。采用遼寧臺網和丹東臺網多臺計算朝鮮兩次核爆S波拐角頻率平均值為7.59～8.21 Hz，與前期研究的結果比較相近。