地下核爆炸地震波二次源特征

层裂是地下核爆炸震源物理过程中最重要的非球对称源过程.对其机制的研究,多基于面波资料,本文基于远场体波资料,利用经验格林函数方法,消除路径及接收场地效应,利用地下核爆炸远场地震波P波数据对震源时间函数进行了反演,结果显示明显的双脉冲特征,该二次源特征不随方位角及震中距变化,说明它源自震源本身,其双脉冲特征与层裂机制相符.     

基于Lg波识别判据的特性分析

Lg波是检测、识别地下核爆炸的重要震相.通常情况下,地下核爆炸的低频段Lg波能量相对较强,基于Lg波的识别判据在高频段表现较好. 然而在低频范围内却表现出难以用球对称爆炸源模式解释的现象,如Lg/Pg判据在1 Hz附近失效等现象.本文利用理论地震图方法,分析了伴随层裂过程产生的重要辅助源〖CD2〗CLVD源对Lg波低频成分的调制作用,给出了基于Lg波的识别判据成功及失效的原因,并将层裂过程视为输入扰动,利用振型叠加原理,进一步解释了基于Lg波识别判据特性的物理机制.这对于更好地利用Lg波识别地下核爆炸,具有较好的参考意义．     

壳-幔过渡带首波传播特征

上地幔速度结构是影响Pn波几何衰减特征的主要因素,本文利用合成理论地震图方法,研究了壳-幔过渡带速度梯度对Pn波几何衰减特征的影响.结果表明,Pn波的衰减特征对上地幔的速度梯度十分敏感,如：1000 km处Pn波的振幅,在相当于将均匀上地幔经展平变换后的等效速度梯度(0.0013 s-1)模型下,约为在半无限空间上叠加一层的简单模型下的10倍;当震中距大于某一距离后,具有速度梯度模型下的Pn波振幅随震中距衰减的速度明显小于无速度梯度的半无限空间模型下Pn波振幅的衰减速度,速度梯度越大,衰减速度越慢,在某一距离范围内,振幅甚至有增大的趋势;当存在速度梯度时,Pn波的几何衰减随频率而变化.上述结果对深入理解Pn波在区域震中距范围内的衰减规律提供了理论依据.     

地下核爆炸的主要非爆炸源机制

通常将地下封闭式爆炸近似为球对称爆炸震源来研究,然而利用这一模型来解释由地下核爆炸激发的近场和远场地震波的全部特征是远远不够的,通过理论和利用地下核爆炸产生的地震波数据的研究,学者们总结出了一些重要的辅助震源模式,作为地下核爆炸的二次源机制,如地震波转换震源模式、层裂震源模式、构造应变能释放震源模式等.其中的一些模型成功地解释了诸如地下核爆炸Lg波的激发机制等重要问题.本文介绍了这些重要模式的研究背景及理论依据,并且详细地推导了层裂源的数学描述过程.     

基于理论地震图方法的波导结构对 地下核爆炸Lg波传播特性研究

基于频率-波数域算法的理论地震波形图方法, 可以数值模拟频率达到10 Hz、 震中距达1000 km的区域理论地震波形图. 该算法适用于计算大量分层地壳结构中激发的导波Lg波. 本文在前苏联东哈萨克斯坦地下核试验场至我国乌鲁木齐台站间的地球介质速度模型中, 引入速度梯度结构、 速度扰动分布的薄叠加层结构、 降低Q值结构以及速度扰动与Q值变化的综合结构来模拟实际地壳波导结构, 较好地模拟出东哈萨克斯坦地下核爆炸地震在乌鲁木齐台站记录的宽频带地震波形图, 模拟出完整的Lg波序列, 该序列符合Lg波能量分布特征, 且能够解释Lg波波尾的特征. 结果表明, Lg波的形状和峰值结构均依赖于地壳的不同波导结构.