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地震的震级

2011年1月14日 AEROFISH 2,078 views 发表评论 阅读评论

地震是一种破坏性极大的自然灾害,其大小有两种表示方法:里氏震级和麦氏震级。

一、里氏震级

里氏震级是由两位来自美国加州理工学院的地震学家里克特(Charles Francis Richter)和古登堡(Beno Gutenberg)于1935年提出的一种震级标度,是目前国际通用的地震震级标准。它是根据离震中一定距离所观测到的地震波幅度和周期,并且考虑从震源到观测点的地震波衰减,经过一定公式,计算出来的震源处地震的大小。

为了使结果不为负数,里克特定义在距离震中100公里处之观测点地震仪记录到的最大水平位移为1微米(这也是伍德-安德森扭力式地震仪的最大精度)的地震作为0级地震。里氏规模为地震仪记录的最大振幅以10为底的对数,并选择距震中100千米的距离为标准。

震级计算公式:
M=lg(A)-lg(A0
lg(A0):A0是指距震中100公里处接收到的0级地震的地震波的最大振幅,单位是微米,伍德-安德森扭力式地震仪A0=1。
lg(A):A是指我们关注的这个地震在距震中100公里出接收到的地震波的震幅,单位是微米。

按照这个定义,如果距震中100公里处的伍德-安德森扭力式地震仪测得的地震波振幅为1毫米(1000微米)的话,则震级为里氏3级。里氏震级并没有规定上限或下限。现代精密的地震仪经常记录到规模为负数的地震.

缺点和改进:
原里氏震级的主要缺陷在于它与震源的物理特性没有直接的联系,并且由于“地震强度频谱的比例定律”(The Scaling Law of Earthquake Spectra)的限制,在8.3-8.5左右会产生饱和效应,使得一些强度明显不同的地震在用传统方法计算后得出里氏震级(如MS)数值却一样。到了21世纪初,地震学者普遍认为这些传统的震级表示方法已经过时,转而采用一种物理含义更为丰富,更能直接反应地震过程物理实质的表示方法即矩震级(Moment magnitude scale,MW)。地震矩规模是由同属加州理工学院的金森博雄(Hiroo Kanamori)教授于1977年提出的。该标度能更好的描述地震的物理特性,如地层错动的大小和地震的能量等。

改进后的里氏震级直接反映地震释放的能量。其中基级能量2.0×1013尔格(2.0×106焦耳),按几何级数递加,每级相差31.62倍(准确地说是根号1000倍,两级能量差1000倍)。

二、麦氏震级

麦氏震级通常又称为地震烈度。

同样大小的地震,造成的破坏不一定是相同的,同一次地震,在不同的地方造成的破坏也不一样,为了衡量地震的破坏程度,制定了麦氏震级。

各国对麦氏震级的标准略有不同。中国1980年重新编订了地震烈度为:

1度:无感-仅仪器能记录到;
2度:微有感-个特别敏感的人在完全静止中有感;
3度:少有感-室内少数人在静止中有感,悬挂物轻微摆动;
4度:多有感-室内大多数人,室外少数人有感,悬挂物摆动,不稳器皿作响;
5度:惊醒-室外大多数人有感,家畜不宁,门窗作响,墙壁表面出现裂纹;
6度:惊慌-人站立不稳,家畜外逃,器皿翻落,简陋棚舍损坏,陡坎滑坡;
7度:房屋损坏-房屋轻微损坏,牌坊,烟囱损坏,地表出现裂缝及喷沙冒水;
8度:建筑物破坏-房屋多有损坏,少数破坏路基塌方,地下管道破裂;
9度:建筑物普遍破坏-房屋大多数破坏,少数倾倒,牌坊,烟囱等崩塌,铁轨弯曲;
10度:建筑物普遍摧毁-房屋倾倒,道路毁坏,山石大量崩塌,水面大浪扑岸;
11度:毁灭-房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毁,地表产生很大变化;
12度:山川易景-一切建筑物普遍毁坏,地形剧烈变化动植物遭毁灭。

三、里氏震级与麦氏震级换算关系

 麦氏震级(地震烈度)  里氏震级
 1.0  < 3.0
 2.0  3.0–3.4
 3.0  3.5–4.0
 4.0  4.1–4.4
 5.0  4.5–4.8
 6.0  4.9–5.4
 7.0  5.5–6.0
 8.0  6.1–6.5
 9.0  6.6–7.0
 10.0  7.1–7.3
 11.0  7.4–8.1
 12.0  > 8.1

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