中国精确测定朝鲜核试验当量、位置与起爆时间

近日，中国科学院地质与地球物理研究所公布了朝鲜地下核试验的分析结果，精确测定了朝鲜核试验的当量、位置和时间。

2013年2月12日，朝鲜发生“非天然地震”。随后，中国科学家根据中国国家数字地震台网的资料，测定了该事件的体波（一种地震波，在地球界面附近会衍生出另一种形式的地震波，即面波）震级mb(Lg)为4.93±0.21，测得核试验的当量为8千吨。

朝鲜3次核试验当量的比较

 3次朝鲜核试验在MDJ（牡丹江）地震台的垂直分量波形记录

朝鲜3次核试验时在MDJ（牡丹江）、SNY（沈阳）和BNX（宾县）地震台得到的垂直分量振幅谱

从朝鲜3次核试验的垂直分量振幅谱中可以发现，由于此次核试验当量较大，震级较大，因此具有较高的信噪比（红蓝为震波、灰色为“噪声”）。

朝鲜核试验的谱比值方法结果

由区域地震台网得到的平均谱比值Pg/Lg，其中红色为核爆炸源的结果，黑色为天然地震事件的结果。结果证明，朝鲜的非天然地震是一次地下核试验。

根据震级与爆炸当量的经验关系拟合朝鲜核试验当量

利用最新文献提供的震级与核爆炸当量的经验关系，可以计算得到朝鲜核试验的当量，约8080吨TNT。

中国科学家还利用中国国家数字地震台网，全球地震台网和日本F-NET台网资料，通过波形互相关方法计算了该次核爆与之前在同一试验场进行的朝鲜核试验的相对时差，采用相对定位方法（Wen & Long, 2010）确定了核爆的位置，得到2013年2月12日地下核试验的位置（41°17'33.76"N，129°4'22.80"E）和起爆时间（02:57:51.272UTC）。

中国科学家测定朝鲜核试验当量和位置所用的地震台网

研究所用的地震台站方位覆盖良好。图中方块为全球地震台网的台站，圆点为中国国家数字地震台网台站，三角形为日本F-NET台网台站。红色五角星表示朝鲜地下核试验场（NKTS）。

 

2013年（蓝色）和2009年（红色）朝鲜核试验在不同台站记录到的Pn波，图中标出了台站名称、互相关系数和时差

3次朝鲜核试验的精确位置与时间

这次核试验与2009年朝鲜核试验位置比较，偏南211m，偏西567m。定位精度在南北方向上是±45 m，东西方向为±66 m。

 

标在卫星地图上的3次朝鲜核试验的位置和时间

 3次朝鲜核试验在的垂直分量波形极为相似，均具有显著的爆炸震源特征。P波初至时波形尖锐且能量较大。由于震源深度小，周期为3-5秒的Rayleigh面波发育良好。