月球沒有大氣和海洋，其背景振動噪聲水平遠低于地球和火星，為觀測月震和其他高科學價值弱振動信號（如月球自由振蕩、引力波等）提供了理想條件。然而，受月表晝夜溫差大、地外儀器布設條件受限等因素影響，月震記錄中廣泛存在由溫度變化引發的干擾信號。這些干擾信號強烈且頻發，影響整個觀測頻帶，難以通過簡單濾波或其他方式有效去除，嚴重制約了連續月震記錄的時頻分析和弱信號識別。最新研究表明，深度學習技術能夠從復雜背景數據中提取有效信息，拓展對已有觀測資料的認識。例如，在阿波羅任務結束50多年后，月震數據中仍發現了新的長周期信號（）。在新的月震數據獲取之前，亟需發展適用于長期連續記錄、強干擾背景的復雜行星震數據分析方法，進一步挖掘已有觀測資料中尚未被充分認識的科學信息，并為我國未來月震觀測任務積累分析經驗與技術儲備。

針對這一問題，中國科學院地質與地球物理研究所劉欣博士生、肖卓偉博士后和導師李娟研究員，建立了深度學習干擾信號檢測與Lomb-Scargle周期譜分析相結合的行星震周期信號分析流程，并將其應用于1969-1977年阿波羅連續月震數據。在此前初步揭示出主周期約8秒的短周期信號（）的基礎上，研究團隊進一步將該流程用于SPS信號的系統檢測和特征分析。結果表明，SPS穩定出現在Apollo 12臺站，主要發生于月球白天，并集中于月球正午至下午時段（圖1）。在阿波羅任務早期，少量SPS也出現在日出、日落和夜間。其主周期在每個月球日內連續變化，通常呈現先縮短、后延長的特征。在年尺度上，SPS的持續時間和出現時間表現出重復的季節性變化：持續時間周期性縮短或延長，起始時間相應提前或推遲，同時整體呈現逐年延后的趨勢。

偏振分析表明，SPS具有穩定的空間指向性。其方位角穩定在約50°，對應近似東北-西南方向；入射角主要分布在55°至70°之間。為探究SPS來源，研究團隊進一步檢查了Apollo月震儀指令記錄、校準記錄和儀器布設信息。在排除人工指令/操作等可能因素后，綜合儀器布設、運行記錄和SPS出現時間，研究人員推測SPS可能與Apollo 12超熱離子探測器有關（圖2）：Apollo 12任務中，超熱離子探測器與月震儀之間具有較直接的空間連接關系；而在Apollo 14和Apollo 15任務中，超熱離子探測器與月震儀之間由中央站相隔，相關擾動向月震儀耦合的效率可能被削弱；Apollo 16則未攜帶該儀器。這一結果表明，在月球極其安靜的地震觀測環境中，不同科學儀器之間的微弱相互干擾也可能被月震儀清晰記錄，并影響數據解釋。

圖1 短周期信號（SPS）的時間分布特。圖中展示了Apollo 12臺站記錄到的SPS波形（a）、去異常后Lomb-Scargle周期譜（b）、SPS時間分布圖（c），以及其中12個月的時頻譜圖（d）。結果顯示，SPS在一個月球日內的主周期通常表現為先減小后增大；從長期變化看，SPS的出現時間具有重復的年度變化模式，并存在逐年向后漂移的趨勢。紅色、藍色、綠色和黃色箭頭分別表示日出、日落、正午至下午以及夜間出現的SPS

圖2 SPS偏振特征（a）、臺站間對比（b）及Apollo儀器布設草圖（c）。圖a展示了不同類型SPS的Lomb-Scargle周期譜、方位角和入射角變化；圖b比較了Apollo 12、14、15和16四個臺站的時頻譜與儀器溫度記錄，顯示SPS僅在Apollo 12臺站明顯出現；圖c給出了Apollo 12、14和15的儀器布設草圖

該研究建立了一套基于深度學習的行星震時頻分析方法，精細刻畫了Apollo 12臺站SPS信號的時間分布、周期演化和偏振特征。通過結合深度學習自動去異常與Lomb-Scargle周期譜分析，研究團隊在不規則缺失數據條件下恢復了穩定的短周期時頻特征。該方法未來可推廣至其他周期范圍，用于分析月震背景噪聲、識別潛在周期信號，并為火星及其他行星震數據分析提供參考。

研究成果發表于國際學術期刊Advances in Space Research（劉欣, 肖卓偉, 李娟*. Refined Characterization of Prevalent Short-Period (5–15 s) Signals in Glitch-Contaminated Apollo Seismic Data via A Deep Learning Workflow[J].Advances in Space Research, 2026. DOI:10.1016/j.asr.2026.05.084.）。研究受國家自然科學基金項目（42230111和42508008）資助。