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细说地震震级

聊城市地震局 2011/11/11 16:44:52  | 打印 | 关闭 7988

地震震级是表征地震强度大小的量度。当前,最常用的震级有近震震级ML、面波震级MS、体波震级mb及mB和振动持续时间震级MD,对巨大地震的量度还有矩震级MW和谱震级M(T)等。目前国际通用的地震震级标准还有里氏震级。我国规定对公众发布一律使用面波震级。

震级的量度一般是通过测量地震波中的某个频率地震波的幅度来衡量地震相对大小的一个量。ML是用0.1~3秒左右的S波(或Lg)的振幅来量度地震的大小,MS是用浅源地震的20秒左右的面波振幅量度地震的大小,mb是用1秒左右的地震体波振幅来量度地震的大小,mB是用0.5~15秒左右的地震体波振幅来量度地震的大小。

根据多年来大量实测资料得出的规律,当地震能量达到一定程度后,会出现震级饱和现象,即随着地震波能量的增加,相应的震级大小却不会增加,不同震级标度,出现震级饱和的情况各不相同。如:短周期体波震级mb在6.5级后出现饱和现象,近震震级ML在7.0级后出现饱和现象,中长周期体波震级mB在8.0级后出现饱和现象,面波震级MS在8.5后出现饱和现象。

为克服震级饱和现象,对于巨大地震,国际上一般采用地震矩测定震级,用地震矩测定的震级成为矩震级。地震矩是在位错理论模型下,由地震波谱分析得到的具有力偶量纲的物理量,与震源破裂大小有关,是对断层滑动引起的地震强度的直接测量,描述了地震破裂面上滑动量的大小,一般通过波形反演的方法计算。

经研究表明,震源破裂长度在100km左右的大地震的MS与MW几乎相近,当破裂长度更长时它们的差别就会明显,一般认为MW标度是MS标度对破坏性地震震级的自然延续。

谱震级M(T)是利用不同周期的波测定震级,对采用宽频带地震仪记录的地震信号进行带通滤波,对不同的频带分别测定震级,一次地震测定的震级是随周期饱和的一系列值。

国内国际新闻报道一般采用的是国际通用地震震级,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,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。由于地震强度频谱的比例定律(The Scaling Law of Earthquake Spectra)的限制,里氏震级在8.3~8.5左右会产生饱和效应,到了21世纪初,地震学者普遍采用矩震级描述巨大地震的物理特性。

面波震级标度Ms比较适用于从远处(震中距大于1000km)测定浅源大地震的震级,而且各国地震机构的面波震级测定结果也比较一致,因此通常所说的里氏震级就是面波震级,矩震级可作为面波震级的有益补充,但不能完全取代面波震级。最常用的面波震级达8.6以后有饱和问题,特大地震一般用矩震级表示更为合理。

北京时间2011年3月11日13时46分在日本本州东海岸附近海域发生巨大地震。中国国家地震台网、日本气象厅及美国地质勘探局USGS分别给出了不同的地震参数:

中国国家地震台网测定参数:北京时间2011年3月11日13时46分在日本本州东海岸附近海域(北纬38.1°,东经142.6°)发生M8.6级地震,震源深度20 km。震后,台网中心利用国家地震台网和全球地震台网的资料对这次地震的参数进行了详细测定,矩震级为Mw9.0。据此,中国地震台网中心确定本次地震的震级应修订为M9.0,作为本次公众信息发布的正式结果。

日本气象厅测定参数:日本东北地区11日发生里氏7.9级地震(北纬38.03°,东经143.15°),震源深度为10km,东京震感强烈,日本气象厅已向本州岛太平洋沿岸地区发出高级别海啸警报;11日当天将地震震级修正为里氏8.8级;2011年3月13日,日本气象厅将日本大地震震级向上修订为里氏9.0级(北纬38.103°,东经142.860°),震源深度约为10 km,为日本地震史上最高震级。

美国地质勘探局测定参数:3月11日14时46分,在日本东海岸发生7.9级地震;当天将地震震级修正为里氏8.8级、后又修正为8.9级;14日发表新闻公报宣布,将11日的日本地震震级由该机构此前确定的里氏8.9级上调为9.0级(北纬38.322°,东经142.369°),震源深度为32km,并表示此次地震是1900年以来的全球第四强震。

20085121428分,中国四川省汶川发生特大地震,中国国家地震台网、美国地质勘探局USGS等也分别给出了不同的地震参数:

中国地震台网中心测定参数:北京时间2008年5月12日14时28分在四川汶川(北纬31.0°,东经103.4°)发生M7.6级地震,震源深度33km。随后,根据国际惯例,地震专家利用包括全球地震台网在内的更多台站资料,于5月18日对这次地震的震级进行修订,修订后震级为里氏8.0级。

美国地质勘探局测定参数:对于汶川地震(北纬30.986°,东经 103.364°),初订面波震级为7.8,震源深度19 km,随后修订矩震级为7.9

欧洲地中海地震台网中心初订矩震级是7.5,修订矩震级为7.9。俄罗斯修订面波震级是8.0

不难看出,这些似乎不尽相同的地震参数,具有差别但也具有其科学性和合理性。

 

 
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