朝鲜半岛两次核爆的识别

张 萍

（辽宁省地震局，沈阳 110034）

2006年10月9日10点35分和2009年5月25日8点54分朝鲜先后进行了两次核试验，震级分别为ML3.5和ML4.9。利用辽宁数字地震台网和丹东区域台网记录的朝鲜两次核爆的波形事件，采用波形特征对比、多阶小波细节分析以及S波拐角频率计算方法，对核爆进行识别与判定。

1 选用资料

朝鲜首次核爆，辽宁台网共有15个台站，使用的仪器为速度型短周期地震仪，采样频率为50 Hz；丹东台网有7个台站，采用短周期地震仪，采样频率为50 Hz。朝鲜第二次核爆，辽宁台网共有34个台站，绝大多数台站使用的是宽频带地震仪，采样率为100 Hz；丹东台网有7个台站，其中丹东、宽甸、岫岩、孤山4个台站使用宽频带地震计，采样率为100 Hz，太平湾、弟兄山、柞木山3个台站使用短周期地震计，采样率为50 Hz。由于两个台网各台站记录两次核爆的远近不同，记录事件震相的清晰程度也不同。宽甸台距核爆地点比较近，震中距Δ≈385.5 km。其余台站震中距在400～600 km。

2 朝鲜两次核爆的识别

（1）事件记录特征对比。朝鲜两次核爆震中位置比较接近，但核爆震级、释放的能量、使用的炸药量不同，台站使用的地震计不同，所记录的波形特征也不相同。使用宽频带地震计记录的台站，SG波后续面波较为突出，出现长周期的面波；而使用短周期地震计记录的台站，记录的体波高频特征较为明显，体波特征突出，而面波非常弱，不发育。

（2）S波拐角频率计算结果。利用遗传算法，计算了唐山地区介质的品质因子 Q值、地震的震源参数和台站的场地响应，取得了较好的研究成果。借助于刘杰等提供的利用遗传算法计算波谱软件，计算 S波的拐角频率。朝鲜首次核爆，使用辽宁台网有9个台站，计算S波拐角频率平均值为ƒcs=7.80 Hz；使用丹东台网4个台站，计算S波拐角频率平均值为ƒcs=8.21 Hz；朝鲜第二次核爆，使用辽宁台网15个台站，计算S波拐角频率平均值为ƒcs=8.01 Hz；使用丹东台网7个台站，计算S波拐角频率平均值为ƒcs=7.59 Hz。

3 结论

（1）朝鲜两次核爆不同台站使用不同仪器（短周期地震计、宽频带地震计、甚宽频带地震计）显示的波形特征存在一定的差异。使用短周期地震计记录的台站，记录的体波高频特征较为明显，体波特征突出，而面波非常弱，不发育；使用宽频带地震计记录的台站，SG波后续面波较为突出，长周期面波特征明显。

（2）从小波变换不同尺度分析发现，随着尺度的增大，地震、爆破和核爆能量都在快速衰减，所不同的是地震能量集中于第1阶到第4阶，第5阶以后能量因时域范围较宽而分布非常弱；而爆破和核爆记录在第6阶面波显示较为清晰，能量也因时域范围较窄而分布集中。朝鲜两次核爆的小波细节分析结果检验，具有爆破特征。

（3）对辽宁台网和丹东台网地震与爆破定量研究结果，爆破S波拐角频率平均值为7.70～8.1 Hz。采用辽宁台网和丹东台网多台计算朝鲜两次核爆S波拐角频率平均值为7.59～8.21 Hz，与前期研究的结果比较相近。