月球没有大气和海洋，其背景振动噪声水平远低于地球和火星，为观测月震和其他高科学价值弱振动信号（如月球自由振荡、引力波等）提供了理想条件。然而，受月表昼夜温差大、地外仪器布设条件受限等因素影响，月震记录中广泛存在由温度变化引发的干扰信号。这些干扰信号强烈且频发，影响整个观测频带，难以通过简单滤波或其他方式有效去除，严重制约了连续月震记录的时频分析和弱信号识别。最新研究表明，深度学习技术能够从复杂背景数据中提取有效信息，拓展对已有观测资料的认识。例如，在阿波罗任务结束50多年后，月震数据中仍发现了新的长周期信号（）。在新的月震数据获取之前，亟需发展适用于长期连续记录、强干扰背景的复杂行星震数据分析方法，进一步挖掘已有观测资料中尚未被充分认识的科学信息，并为我国未来月震观测任务积累分析经验与技术储备。
针对这一问题，中国科学院地质与地球物理研究所刘欣博士生、肖卓伟博士后和导师李娟研究员，建立了深度学习干扰信号检测与Lomb-Scargle周期谱分析相结合的行星震周期信号分析流程，并将其应用于1969-1977年阿波罗连续月震数据。在此前初步揭示出主周期约8秒的短周期信号（）的基础上，研究团队进一步将该流程用于SPS信号的系统检测和特征分析。结果表明，SPS稳定出现在Apollo 12台站，主要发生于月球白天，并集中于月球正午至下午时段（图1）。在阿波罗任务早期，少量SPS也出现在日出、日落和夜间。其主周期在每个月球日内连续变化，通常呈现先缩短、后延长的特征。在年尺度上，SPS的持续时间和出现时间表现出重复的季节性变化：持续时间周期性缩短或延长，起始时间相应提前或推迟，同时整体呈现逐年延后的趋势。
偏振分析表明，SPS具有稳定的空间指向性。其方位角稳定在约50°，对应近似东北-西南方向；入射角主要分布在55°至70°之间。为探究SPS来源，研究团队进一步检查了Apollo月震仪指令记录、校准记录和仪器布设信息。在排除人工指令/操作等可能因素后，综合仪器布设、运行记录和SPS出现时间，研究人员推测SPS可能与Apollo 12超热离子探测器有关（图2）：Apollo 12任务中，超热离子探测器与月震仪之间具有较直接的空间连接关系；而在Apollo 14和Apollo 15任务中，超热离子探测器与月震仪之间由中央站相隔，相关扰动向月震仪耦合的效率可能被削弱；Apollo 16则未携带该仪器。这一结果表明，在月球极其安静的地震观测环境中，不同科学仪器之间的微弱相互干扰也可能被月震仪清晰记录，并影响数据解释。
图1 短周期信号（SPS）的时间分布特。图中展示了Apollo 12台站记录到的SPS波形（a）、去异常后Lomb-Scargle周期谱（b）、SPS时间分布图（c），以及其中12个月的时频谱图（d）。结果显示，SPS在一个月球日内的主周期通常表现为先减小后增大；从长期变化看，SPS的出现时间具有重复的年度变化模式，并存在逐年向后漂移的趋势。红色、蓝色、绿色和黄色箭头分别表示日出、日落、正午至下午以及夜间出现的SPS
图2 SPS偏振特征（a）、台站间对比（b）及Apollo仪器布设草图（c）。图a展示了不同类型SPS的Lomb-Scargle周期谱、方位角和入射角变化；图b比较了Apollo 12、14、15和16四个台站的时频谱与仪器温度记录，显示SPS仅在Apollo 12台站明显出现；图c给出了Apollo 12、14和15的仪器布设草图
该研究建立了一套基于深度学习的行星震时频分析方法，精细刻画了Apollo 12台站SPS信号的时间分布、周期演化和偏振特征。通过结合深度学习自动去异常与Lomb-Scargle周期谱分析，研究团队在不规则缺失数据条件下恢复了稳定的短周期时频特征。该方法未来可推广至其他周期范围，用于分析月震背景噪声、识别潜在周期信号，并为火星及其他行星震数据分析提供参考。
研究成果发表于国际学术期刊Advances in Space Research（刘欣, 肖卓伟, 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.）。研究受国家自然科学基金项目（42230111和42508008）资助。
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