如何计算地震的级别?

如何计算地震的级别?
如何计算地震的级别?

如何计算地震的级别?
地震是指大地突然发生的震动.地震分为天然地震和人工地震两大类.天然地震主要包括构造地震、火山地震、陷落地震、陨石冲击地震等.构造地震是由于地下深处岩石受地球构造运动影响,发生破裂、错动,长期积累的能量突然释放出来,以地震波的形式向四面八方传播,引起地表的震动.构造地震发生的机会最多,约占地震总数的90％以上.火山地震是指因火山喷发引起的地震.陷落地震是指由于巨大的岩溶洞穴或矿井突然塌陷引起的地震.陨石冲击地震是指巨大陨石降落时冲击地球表面引起的地震.人工地震是指因工业爆破、地下核爆炸、大型水库蓄水、深井高压注水等引起的地震.人工地震一般强度较低,影响范围较小,破坏较轻.天然地震,特别是构造地震,突发性强,危害范围广,常常造成十分严重的损失.
地震除直接造成严重的人员伤亡,破坏房屋及其他工程设施外,还常引起火灾、水灾、煤气和有毒气体泄漏、细菌和放射物扩散以及海啸、滑坡、崩塌、地裂缝等次生灾害,从而进一步加重灾害损失.
表示地震本身大小的量度指标是震级.震级与地震释放出的能量多少相关,根据地震仪器的记录通过推算得出.以震级标度地震大小最初是由美国地震学家里克特(C．F．Richter)于1935年研究加利福尼亚地方性地震时提出来的.规定以距震中100km处“标准地震仪”(或称“安德生地震仪”,周期0．8秒,放大倍数2800,阻尼系为0．8)所记录的水平向最大振幅(单振幅,以微米计)的常用对数为该地震的震级.后来,通过不断发展,根据远台及非标准地震仪记录的换算也可以用来确定震级.根据用来计算震级记录的震波类型,震级有面波震级(Ms)、体波震级(MB)、近震震级(ML),它们之间可以进行换算.
由于地壳的强度是有限的,所以积蓄能量不可能无限制地增加,所以地震的震级是有一定限度的.目前用里克特方法测算的已知的最大震级为8．9级.1～8．9级地震的能量见表1.根据不同强度地震的破坏能力,按照震级的大小进—步划分为5个级别：①超微震：震级小于1的地震.该级别地震人们不能感觉,只有用仪器才能测出.②微震：震级大于1、小于3的地震.该级别地震人们也不能感觉,也只有用仪器才能测出.③小震：又称弱震,震级大于3、小于5的地震.该级别地震人们可以感觉,故有时也称有感地震,但一般不会造成破坏.④中震：也称强震,震级大于5、小于7的地震.该级别地震可造成不同程度的破坏.⑤大地震：震级7级和7级以上的地震.该级地震可造成十分严重的破坏.
地震活动引起一定范围的地面发生不同形式的运动,因此对人类造成破坏.不同地点地面运动的强度有很大差异,这除了受地震活动能量(震级)控制外,尚与震源深度、与震中的距离以及地震波传播的介质条件等诸多因素有关.正是由于这些条件的差异,使同一次地震事件在不同地区造成的破坏损失程度有很大不同.为了综合反映这种变化,采用地震烈度来标示这方面特征.地震烈度是指地震在地面产生的实际影响,即地震活动所造成的地面和建筑物的破坏程度.地震烈度不是通过仪器测定的.而是根据人对地震感觉和地面及地面上的房屋、工程建筑、器具等遭受地震影响和破坏的程度确定的.
表1 里氏震级与地震能量对照
震级
1
2
3
4
5
能量(J)
2×106
6.3×107
2×109
6.3×1010
2×1012
震级
6
7
8
8.9
能量(J)
6.3×1013
2×1015
6.3×1016
1.4×1018
目前世界上对地震烈度的划分很不一致.我国采用十二度表(表2).
表2 地震烈度表
烈度
房屋
结构物
地表现象
其他现象
Ⅰ度
无损坏
无损坏
无
无感觉,仅仪器才能记录到地震发生
Ⅱ度
无损坏
无损坏
无
个别非常敏感的,且在完全静止中的人能感觉到
Ⅲ度
无损坏
无损坏
无
室内少数的完全静止中的人感觉到振动,如同载重车辆很快从旁驶过；细心的观察者注意到悬挂物轻微摇动
Ⅳ度
门窗和纸糊的顶棚有时轻微作响
无损坏
无
室内大多数人有感觉,室外少数人有感觉；少数人从梦中惊醒；悬挂物摇动,器皿中的液体轻微振荡,紧靠在一起的不稳定的器皿作响
Ⅴ度
门窗、地板、天花板和屋架木棒轻微作响.开着的门窗摇动,尘土落下.粉饰的灰粉散落,抹灰层上可能出现细小裂缝
无损坏
不流通的水池里激起不大的波浪
室内几乎所有人和室外大多数人有感觉,大多数人都从梦中惊醒；家畜不安；悬挂物明显摇摆,少量液体从装满的器皿中溢出,架上旋转不稳的器物翻倒或落下
Ⅵ度
Ⅰ类房屋许多损坏,少数破坏(非常坏的房、棚可能倾倒门
Ⅱ类房屋许多轻微损坏
砖石砌的牌坊、塔和院墙轻微损坏；
个别情况下,道路上湿土中或新填土中有细小裂缝
特别情况下,在潮湿、疏松的土里产生细小裂缝；
个别情况下,山区中偶有不大的滑坡、土石散落和陷穴
很多人从室内跑出,行动不稳.家畜从厩内跑出；
器皿中的液体剧烈动荡,架上的书籍和器皿等有时翻倒或坠落,轻的家具可能移动
Ⅶ度
Ⅰ类房屋大多损坏,许多破坏,少数倾倒；
Ⅱ类房屋大多损坏,少数破坏；
Ⅲ类房屋大多数轻微损坏,少数破坏
不很坚固的院墙少数破坏,可能有些倒塌,较坚固的院墙损坏；
不很坚固的城墙很多地方损坏,有些地方破坏,城墙少数倒塌,较坚固的城墙有些地方损坏；
牌坊、砖石砌的塔及工厂的烟囱可能损坏；
碑石和纪念物很多轻微损坏；
由于黄土崩滑,土窑洞的洞口遭受破坏；
个别情况下,道路上有小裂缝；路基陡坡和新筑道路土堤的斜坡上,偶有塌方
干土中有时产生裂缝,潮湿或疏松的土中裂缝较多、较大、少数情况下冒出夹泥沙的水；
个别情况下,发生陡坎滑坡.山区中有不大的滑坡和土石散落.土质松散的地区,可能发生崩滑.水泉的流量和地下水位可能发生变化
人从室内仓皇逃出,驾驶汽车的人也能感觉；
悬挂物强烈摇摆,有时损坏或坠落,轻家具移动,书籍、器皿和用具坠落
Ⅷ度
Ⅰ类房屋大多破坏,许多倾倒；
Ⅱ类房屋许多破坏,少数倾倒；
Ⅲ类房屋大多数损坏,少数破坏(可能有倾倒的)
不很坚固的院墙破坏,并有局部倒塌,较坚固的院墙局部破坏；
不很坚固的城墙很多地方破坏,有些地方崩塌,堞墙许我倒塌.较坚固的城墙有些地方破坏,砖、石堞墙少数倒塌；
牌坊许多损坏；
砖、石砌的塔及工厂烟囱遭受损坏；不很坚固者破坏、甚至倒塌；
不很稳定的碑石和纪念物移动或翻倒,较稳定的碑石和纪念物很多损坏、有些翻倒；
路堤、路堑和陡坡上有不大的塌方；
个别情况下,地下管道的接头处遭受破坏
地上裂缝宽达几厘米,土质疏松的山坡和潮湿的河滩上,裂缝宽度可达10厘米以上.在地下水位较高的地区,常有含泥沙水从裂缝或喷口里冒出；
在岩石破碎、土质疏松的地区,常发生相当大的土石散落、滑坡和山崩；
有时河流受阻,形成局部积水；有时井泉干涸或产生新泉
人很难站得住；
由于房屋破坏,人畜有伤亡；
家具移动,并有一部分翻倒
Ⅸ度
Ⅰ类房屋大多数倾倒；
Ⅱ类房屋许多倾倒；
Ⅲ类房屋许多破坏,少数倾倒
不很坚固的院墙大部倒塌.较坚固的院墙大部破坏,局部倒塌；
较坚固的城墙很多地方破坏,堞墙许多倒塌；
牌坊可能破坏；
砖、石砌的塔及工厂烟囱很多破坏,甚至倾倒；
较稳定的碑石和纪念物很多翻倒；
道路上有裂缝.有时路基毁坏.
个别情况下,铁轨局部弯曲；
有些地方地下管道破裂或损伤
地上裂缝很多,宽达10厘米以上,斜坡上或河岸边疏松的堆积层中,有时裂缝纵横宽度可达几十厘米,绵延很长；
很多滑坡和土石散落、山崩；
常有井泉干涸或新泉产生
家具倾倒并损坏；
房屋倒塌,造成人畜伤亡
Ⅹ度
Ⅲ类房屋许多倾倒
牌坊许多破坏,石砌的塔及工厂烟囱大都倒塌；
较稳定的碑石和纪念物大都翻倒；路基和土堤毁坏,道路变形,并有很多裂缝,铁孰局部弯曲；
地下管道破裂
地上裂缝宽几十厘米,个别情况下达1米以上.堆积层中的裂缝有时组成宽大的裂缝带,持续绵延可达几公里以上,个别情况下,岩石中有裂缝；
山区和岸边的悬崖崩塌,疏松的土大量崩滑,可阻塞扛河,形成相当规模的新湖泊；
河、池中发生击岸大浪
室内家具和用品大量损坏；房屋倒塌,造成人畜死伤.
Ⅺ度
房屋普遍毁坏
路基和土堤等大段毁坏,大段铁轨弯曲；
地下管道完全不能使用
地面形成许多宽大裂缝,有时从裂缝里冒出大量疏松的、浸透水的沉积物；
大规模的滑坡、裂缝和崩塌,地表产生大量垂直和水平断裂；地表水和地下水位剧烈变化
由于房屋倒塌,压死大量人畜,埋没许多财物
Ⅻ度
广大地区内房屋普遍毁坏
建筑设施普遍毁坏
广大地区内地形有剧烈的变化；
广大地区内地表水和地下水情况剧烈变化
由于江河湖海涌浪及山区内崩塌和土石散落的影响,人和动、植物遭到毁灭性破坏
注：(1)厉屋类型
I类：①简陋的棚舍；②土坯或毛石等砌筑的拱窑；③夯土墙或土坯、碎砖、毛石、卵石等砌墙,用树枝、草泥做顶,施工粗糙的房屋.
Ⅱ类：①夯土墙或用纸及灰浆砌筑的土坏、碎砖、毛石、卵石等墙,不有木柱的,或虽有细小木柱,但无正规木架的房屋；②老旧的木架的房屋.
Ⅲ类：①有木架的房屋(宫殿、庙宇、城楼、钟楼、鼓楼和质量较好的民房)；②竹笆或灰板条外墙,有木架的房屋；③新式砖石房屋.
(2)建筑物的破坏程度
①轻微损坏—粉饰的灰粉散落,抹灰层上有细小裂缝或小块剥落,偶有砖、瓦、土坯或灰浆碎块等坠落,不稳固的饰物滑动或损伤.
②损坏—抹灰层上有裂缝,泥块脱落,砌体上有小裂缝,不同的砌体之间(如砖墙与土坯墙间)产生裂缝,个别砌体局部崩塌.木架偶有轻微拔榫.砌体的突出部分和民房烟囱的顶部扭转或损伤.
③破坏—抹灰层大片崩落,砌体裂开大缝或破裂,并有个别部分倒塌.木架拔榫,柱脚移动.部分屋顶破坏,民房烟囱倒下.
④倾倒—建筑物的全部或相当大部分的塘筑、楼板和房顶倒塌,有时屋顶移动.砌体严重变形或倒塌.木架严重倾斜,构件折断.
地震烈度虽然受多种因素影响,但主要受震级和震源深度控制,即一般情况下,震级越高,震源越浅,烈度越大.因此,多数浅源地震的震中烈度与震级可大致对应(表3).
表3 地震震中烈度与震级、震源深度对照
震源深度(km)
震中烈度
震级
5
10
15
20
25
2
3.5
2.5
2.0
1.5
1.0
3
5.0
4.0
3.5
3.0
2.5
4
6.5
5.5
5.0
4.5
4.0
5
8.0
7.0
6.5
6.0
5.5
6
9.5
8.5
8.0
7.5
7.0
7
11.0
10.0
9.5
9.0
8.5
8
12.0
11.5
11.0
10.5
10.0