核爆监测是侦察地下核试验，探测试验国家或地区核技术发展水平的有效手段。1996年9月联合国通过的《全面禁止核试验条约》使核爆监测成为军控核查的主要内容。全方位的核监测可划分为陆基、海基、空基和天基。主要监测手段包括地震、遥感、次声、水声和放射性核素的测量等。核爆监测需要回答三个问题：（1）在哪？（2）是人工爆炸还是天然地震？（3）多大？与地震学研究相对应的监测技术主要为事件定位、识别和当量估计。 

地质地球所地球深部结构与过程研究室赵连锋副研究员与合作者，继对2006年10月9日和2009年5月25日两次朝鲜地下核试验进行区域震相研究（Zhao et al., 2008，2012）之后，根据中国国家地震台网、全球地震台网和日本F-NET台网资料，完成了对2013年2月12日朝鲜地下核试验高精度定位、识别、震级计算和当量估计的研究。他们利用来自57个台站的100个Pn波互相关到时数据，采用相对定位方法，确定了朝鲜2013年核爆的位置是[41.2923±0.0004°N, 129.0727±0.0006°E]，与2006年和2009年核爆的距离分别为3.0和0.4 km，定位精度约为52 m（图1）。为区分核爆和天然地震，对于朝鲜核爆和邻近区域的4次天然地震，根据大陆路径台站的垂直位移记录，计算了傅立叶频谱比Pg/Lg，Pn/Lg和Pn/Sn。经过距离校正和去噪处理后计算其台网均值，并以此作为区分地震和核爆事件的依据。图2所示为Pg/Lg比值，其中红色和蓝色分别为核爆和地震数据。结果表明，在2-15 Hz频带中，这一方法可以完全区分爆炸震源和天然地震。为确定朝鲜核爆的地震当量，他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2013年朝鲜核爆的Lg波体波震级为4.91，相应的地震学当量为7.47千吨（图3）。 

图1  朝鲜核试验场的地表地形图。黑色曲线为等高线，白点为3次核爆的位置，相对距离标注在图中。

图2  用于识别核爆与天然地震事件的Pg/Lg频谱比，红色表示核爆，蓝色为天然地震事件。

图3  利用经验的震级-当量关系曲线估算2013年朝鲜核爆的当量。

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；空心五角星表示三个已知当量的人工爆炸事件。

上述研究结果已于近期发表在国际知名地震学期刊Seismological Research Letters（Zhao et al. The 12 February 2013 North Korean underground nuclear test. Seismological Research Letters, 2014, 85: 130-134, doi: 10.1785/0220130103）。 

原文链接：http://srl.geoscienceworld.org/content/85/1/130.full（若需论文PDF全文，请与作者本人联系：zhaolf@mail.iggcas.ac.cn）