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研究快报:2016年1月6日朝鲜核试验定位、识别和当量估计的初步调查结果
2016-01-07 | 作者:科技处 | 【 】【打印】【关闭

  研究快报:201616朝鲜核试验定位、识别和当量估计的初步调查结果    

  赵连锋1 谢小碧2 王卫民3 郝金来1 姚振兴1 

  1.中国科学院地质与地球物理研究所,中科院地球与行星物理重点实验室,北京,100029 

  2.美国加州大学圣克鲁兹分校地球物理与天体物理研究所,圣克鲁兹,CA95064 

3.中国科学院青藏高原研究所,大陆碰撞与高原隆升重点实验室,北京,100085

据媒体和监测部门报道,北京时间201616日上午930分,朝鲜境内发生一次里氏震级5.0左右的地震事件,震源深度为0公里。随后朝鲜政府宣布成功进行第一次氢弹试验。 

根据中国国家地震台网和全球地震台网的区域波形资料,我们对此次朝鲜核试验进行了快速定位、识别、震级计算和当量估计的研究。利用来自45个台站的59Pn波数据的互相关,采用相对定位方法,确定了朝鲜2016年核爆的位置是[41.3001±0.0007°N, 129.0716±0.0012°E] 位于2009年和2013年核爆的西北方向,距离均为0.88±0.13 km(图1)。 

为了区分核爆和天然地震,我们比较了朝鲜地下核试验与邻近区域的4次天然地震的振幅特征。根据大陆路径台站的垂直位移记录,计算了Pg/LgPn/LgPn/Sn的傅立叶频谱比,并用其台网平均值作为区分地震和核爆事件的依据。图2所示为Pg/LgPn/LgPn/Sn谱比值与核爆和地震事件的对应关系。其中红色和黑色分别为核爆和地震数据。结果表明,201616日发生在朝鲜的事件明显落入爆炸震源的群组,是一次人为爆炸事件。 

为了确定此次朝鲜核爆的地震学当量,我们使用中国东北及邻近地区宽频带高分辨率的Lg波衰减模型(Zhao et al., 2010)计算Lg波震级。然后选择修正的、完全耦合的震级与当量关系式,得到201616日朝鲜核试验的Lg波体波震级mb4.67,相应的地震学当量为3.58千吨(图3)。

1 朝鲜核试验场的地表地形图。图中标出4次核爆的位置,其中黄色为已知的前3次核爆的位置,蓝色标志为美国地质调查局USGS给出的第4次核爆的位置,红色标志是我们的定位结果。

2 用于识别核爆与天然地震事件的Pg/LgPn/LgPn/Sn频谱比,红色结果来自核爆源,黑色结果来自天然地震事件。 

3a)用于震级测量的中国国家地震台网的台站(实心圈)和全球地震台网的台站(方块),以及用于标定台网的区域地震事件(十字丝)的位置。图中还包括朝鲜核试验场(红色实心五角星)和3个已知当量用于地震测深的化学爆炸事件(空心五角星)。路径Q值取自Zhao et al. 2010)。(b)用于估算朝鲜核试验当量的经验震级-当量关系曲线。实线为以大量数据为基础的关系曲线,虚线为少量数据支持的延伸线;NKT1-4依次为2006年、2009年、2013年和2016年朝鲜4次核试验,空心五角星表示3个已知当量的人工爆炸事件。 

    

参考文献: 

  Bowers, D., P. D. Marshall, and A. Douglas (2001). The level of deterrence provided by data from the SPITS seismometer array to possible violations of the comprehensive test ban in the Novaya Zemlya region, Geophys. J. Int. 146, 425–438. 

  Murphy, J. R. (1996). Type of seismic events and their source descriptions, in Monitoring a Comprehensive Test Ban Treaty, edited by E. S. Husebye and A. M. Dainty, pp. 225-245, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht/ Boston/ London. 

  Nuttli, O. W. (1986). Lg magnitudes of selected East Kazakhstan underground explosions, Bull. Seism. Soc. Am. 76, 1241-1251. 

  Ringdal, F., P. D. Marshall, and R. W. Alewine (1992). Seismic yield determination of Soviet underground explosions at the Shagan River test site, Geophys. J. Int. 109, 65–77. 

  Zhao, L. F., X. B. Xie, W. M. Wang, J. H. Zhang, and Z. X. Yao (2010). Seismic Lg-wave Q tomography in and around Northeast China, J. Geophys. Res. 115, B08307, doi: 10.1029/2009JB007157. 

 

 
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