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高考地理備考專(zhuān)家數(shù)據(jù)庫(kù)

在地震后的幾分鐘之內(nèi)，我們就能通過(guò)各種媒體得知地震的震級(jí)以及位置、震源深度等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)都是從哪里來(lái)的？為什么不同的機(jī)構(gòu)得到的數(shù)據(jù)會(huì)有不同？

地震波——來(lái)自地下的信使

當(dāng)一個(gè)地震發(fā)生后，人們最迫切想知道的就是它發(fā)生的位置和大小，這也是指導(dǎo)隨后救災(zāi)行動(dòng)的重要數(shù)據(jù)。大地劇烈地顫動(dòng)，顫動(dòng)的原因就是地震波，它不僅帶來(lái)的巨大的破壞，也帶來(lái)了地震的信息。我們用地震儀記錄下來(lái)地震波的樣式，通過(guò)一系列的處理，就能知道地震的位置和大小。

地震波有好幾種類(lèi)型，分別為P波、S波和面波，分別有不同的速度。其中P波最快，S波次之，面波最慢。地震可以同時(shí)激發(fā)P波和S波，但由于二者速度不同，到達(dá)某一個(gè)地震臺(tái)的時(shí)間也就不同，P波先到達(dá)，而S波后到達(dá)。P波和S波在地殼中傳播速度是已知的，二者到達(dá)地震臺(tái)的時(shí)間之差也可以測(cè)量得到，通過(guò)比對(duì)地震走時(shí)曲線(xiàn)就能得到臺(tái)站和震中的距離，那么地震肯定發(fā)生在以臺(tái)站為中心、距離為半徑的圓上。三個(gè)臺(tái)站記錄到地震波以后，就可以在地圖上畫(huà)三個(gè)圓，三個(gè)圓的交點(diǎn)就是地震發(fā)生的位置了。

震源深度也是根據(jù)地震波的時(shí)差確定的。我們知道，波在兩種不同介質(zhì)的界面會(huì)發(fā)生反射或折射，其路徑就會(huì)改變。以P波為例，地震激發(fā)的P波向著四面八方傳播，一部分就會(huì)很快到達(dá)地表，發(fā)生反射再次進(jìn)入地下，稱(chēng)為反射波。另外一部分一直在地下傳播，稱(chēng)為直達(dá)波。由于地球的密度從地表到深處是逐漸升高的，會(huì)導(dǎo)致地震波折射，行走的路徑發(fā)生彎曲。最終反射波和直達(dá)波都會(huì)到達(dá)同一個(gè)臺(tái)站并被記錄下。但是，由于二者的路徑不同，到達(dá)臺(tái)站的時(shí)間也不相同，直達(dá)波先到達(dá)，反射波后到達(dá)。根據(jù)時(shí)間差，通過(guò)計(jì)算，就可以知道地震發(fā)生的深度了。

需要說(shuō)明的是，在實(shí)際地震定位，尤其是精確定位的過(guò)程中，并不是簡(jiǎn)單地測(cè)量時(shí)差或比對(duì)圖表，更牽涉到大量的模擬計(jì)算，要用到很多個(gè)臺(tái)站的地震波數(shù)據(jù)，當(dāng)然也少不了人的經(jīng)驗(yàn)。

震級(jí)測(cè)量方法有幾種

在2013年的蘆山地震后，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)最終公布的震級(jí)是7.0級(jí)，而美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局公布的震級(jí)是6.6級(jí)。這就讓很多人感到疑惑，為什么中國(guó)和美國(guó)的震級(jí)相差了0.4級(jí)？要解答這些疑問(wèn)，就得從震級(jí)類(lèi)型和測(cè)量方法說(shuō)起了。

目前震級(jí)有很多種，比較常見(jiàn)的有近震震級(jí)、體波震級(jí)、面波震級(jí)以及矩震級(jí)等。

面波震級(jí)的測(cè)定方法是直接測(cè)量地震波。地震臺(tái)站的儀器在地震以后可以迅速記錄下地震波，其形態(tài)就是一段連續(xù)的線(xiàn)，呈高高低低的鋸齒狀。一般這條曲線(xiàn)沿中軸線(xiàn)大致對(duì)稱(chēng)，我們把偏離中軸線(xiàn)的最大值稱(chēng)為振幅，它能夠反映地震的強(qiáng)度。通過(guò)測(cè)量振幅的大小，并用公式計(jì)算，得到地震的震級(jí)。體波震級(jí)、近震震級(jí)的計(jì)算方法類(lèi)似。

而矩震級(jí)則是通過(guò)對(duì)地震波進(jìn)行擬合得到震級(jí)的大小。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)地震儀記錄到的地震波進(jìn)行模擬計(jì)算，得到發(fā)生地震的斷層的長(zhǎng)度、斷層面的面積以及平均滑動(dòng)距離等，計(jì)算得到地震矩，進(jìn)而就知道地震震級(jí)了。

地震激發(fā)的地震波可以看作是從震源向周?chē)鸩綌U(kuò)散的，距離震中越近的臺(tái)站越早記錄到地震，通過(guò)計(jì)算得到近震震級(jí)或體波震級(jí)，就可以知道地震的震級(jí)和位置。但這種方法得到的震級(jí)有一個(gè)缺點(diǎn)，當(dāng)?shù)卣鸫笥?級(jí)時(shí)，會(huì)有明顯的“飽和”，就是測(cè)量值比實(shí)際值要小。這就需要其他方法測(cè)定了，比如面波震級(jí)，就會(huì)準(zhǔn)確不少，不過(guò)它需要的臺(tái)站就稍多，時(shí)間較長(zhǎng)。當(dāng)震級(jí)達(dá)到8.5級(jí)左右的時(shí)候，面波震級(jí)也飽和了，這時(shí)候矩震級(jí)就是最合適的震級(jí)了。矩震級(jí)的缺點(diǎn)是計(jì)算量大，時(shí)間較長(zhǎng)，半小時(shí)到數(shù)小時(shí)不等，面波震級(jí)只需要幾分鐘就可以。

我國(guó)對(duì)外公布的震級(jí)主要是面波震級(jí)，而國(guó)外的地震監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)公布的震級(jí)大都是矩震級(jí)。對(duì)于蘆山地震，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)公布是面波震級(jí)，7.0級(jí)，而美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局公布是矩震級(jí)，6.6級(jí)。其實(shí)，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局測(cè)定的蘆山地震的面波震級(jí)是6.9級(jí)，和中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)的測(cè)定值差別不大。

一個(gè)地震真的需要這么多測(cè)量方法嗎？答案是需要的。各種震級(jí)其實(shí)是從不同側(cè)面來(lái)描述地震。矩震級(jí)是一個(gè)描述絕對(duì)地震大小的力學(xué)量，不存在飽和現(xiàn)象，對(duì)大小地震都合適。而面波震級(jí)是直接通過(guò)測(cè)量地震波的振幅來(lái)計(jì)算，表述了地震導(dǎo)致的地面運(yùn)動(dòng)的特征。

不斷變動(dòng)修訂的震級(jí)

還以2013年的蘆山地震為例，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)第一次公布的震級(jí)是5.9級(jí)，隨后更改為7.0級(jí)，那么，震級(jí)為什么會(huì)變化呢？ 

對(duì)于一個(gè)地震，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)要通過(guò)微博發(fā)布兩次。第一次是速報(bào)，即地震以后一到數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)布的自動(dòng)結(jié)果，沒(méi)有人的參與，從地震波數(shù)據(jù)記錄、震級(jí)計(jì)算到發(fā)布全程由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。隨后在人的干預(yù)下完成第二次計(jì)算，發(fā)布正式結(jié)果，此后的報(bào)道就以正式結(jié)果為準(zhǔn)。而美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局震級(jí)修改的次數(shù)要更多，主要是因?yàn)樗麄儠?huì)依次發(fā)布多種震級(jí)，比如近震震級(jí)、體波震級(jí)、面波震級(jí)，最后是矩震級(jí)，矩震級(jí)也可能會(huì)多次修改。

比如前不久發(fā)生的日本小笠原群島地震，美國(guó)初始測(cè)定震級(jí)是8.5級(jí)，隨后修改為7.8級(jí)。而4月25日的尼泊爾地震，美國(guó)最初發(fā)布震級(jí)7.5級(jí)，隨后修改為矩震級(jí)7.9級(jí)，又修改為矩震級(jí)7.8級(jí)；由于發(fā)生在國(guó)外，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)只發(fā)布了最終測(cè)定結(jié)果，面波震級(jí)8.1級(jí)。2008年的汶川地震，中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)對(duì)外發(fā)布的震級(jí)也經(jīng)歷了7.6級(jí)、7.8級(jí)和8.0級(jí)的變化，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局也做了了7.5級(jí)、7.8級(jí)和7.9級(jí)的多次更改。

地震震級(jí)修改的原因有很多，除了上面提到的地震波傳播規(guī)律的變化外，還有資料豐富程度和處理時(shí)間的影響。要比較準(zhǔn)確地測(cè)定出地震的震級(jí)，肯定是用到的資料越多越好。但地震剛發(fā)生時(shí)，由于地震波傳播范圍有限，記錄的臺(tái)站也就有限，利用有限的資料測(cè)定的震級(jí)不確定性肯定較大。隨著越來(lái)越多的臺(tái)站記錄到地震波，地震學(xué)家就能從中挑出高質(zhì)量的數(shù)據(jù)計(jì)算出震級(jí)，就要對(duì)原來(lái)的震級(jí)做出修訂了。有時(shí)候這個(gè)周期可能會(huì)比較長(zhǎng)，比如日本在“3.11”大地震5天后，才最終修訂震級(jí)為矩震級(jí)9.0級(jí)。

地震震級(jí)是某次地震的屬性，某個(gè)地震只會(huì)有一個(gè)震級(jí)。比如1995年阪神大地震是矩震級(jí)6.8，2008年汶川大地震是矩震級(jí)是7.9。

可能對(duì)于某次地震，不同媒體的報(bào)道有所不同，那是因?yàn)樗麄儾捎昧瞬煌恼鸺?jí)標(biāo)準(zhǔn)。由于歷史原因，不同的專(zhuān)家學(xué)者發(fā)明過(guò)不同的震級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，比如里氏震級(jí)、面波震級(jí)、體波震級(jí)等等。

比如說(shuō)，有些國(guó)內(nèi)官方媒體采用的就是面波震級(jí)，所以2008年汶川大地震的震級(jí)為面波震級(jí)8.0。目前大家認(rèn)為比較合理的、應(yīng)用較廣泛的是矩震級(jí)。

震級(jí)是什么意思呢？簡(jiǎn)單說(shuō)，震級(jí)衡量的是地震的大小，或者嚴(yán)謹(jǐn)一點(diǎn)，地震所釋放的能量的大小。某次地震所釋放的總能量是固定的，所以它的震級(jí)也是唯一的。

絕大多數(shù)地震是由斷層引起的，地震所釋放的能量的大小，取決于引發(fā)地震的斷層的大小、斷層兩邊相對(duì)運(yùn)動(dòng)的距離、斷層處的巖石強(qiáng)度。

簡(jiǎn)單說(shuō)，8級(jí)地震釋放的能量，是7級(jí)的31.6倍，6級(jí)的1000倍，5級(jí)的31623倍，4級(jí)的1000000倍。

地震烈度

地震烈度衡量的是某次地震發(fā)生之后對(duì)某個(gè)地區(qū)的影響。比如說(shuō)，1976年唐山大地震，震中唐山的烈度為11度，天津的烈度為8度，北京為6度，石家莊為5度。通常情況下，越靠近震中最大，越遠(yuǎn)離震中越小。這也很好理解，越靠近震中受影響越大，越遠(yuǎn)離震中受影響越小。

同樣的地震，震中烈度可能是9度，往外50公里可能降低到8度，再往外150公里可能降低到7度。由于地形地質(zhì)的不同，所以烈度的分布并不是個(gè)完美的同心圓，只是大致上遵循著越靠近震中越大的規(guī)律。

烈度的大小與地震震級(jí)相關(guān)，但并沒(méi)有明確的數(shù)值關(guān)系，而是因?yàn)槠渌鼦l件的不同而不同。簡(jiǎn)單說(shuō)，烈度是一個(gè)主觀(guān)性比較強(qiáng)的參數(shù)，跟震源深淺、地震類(lèi)型、地質(zhì)條件等等都有關(guān)系，不同的地震會(huì)有不同的情況。

抗震等級(jí)

抗震等級(jí)是建筑結(jié)構(gòu)的屬性。比如說(shuō)，這棟樓的抗震等級(jí)是一級(jí)，那棟樓的抗震等級(jí)是二級(jí)?？拐鸬燃?jí)也可以在局部調(diào)整，比如這棟樓的抗震等級(jí)是三級(jí)，但是某一層或者某一個(gè)柱子的抗震等級(jí)是二級(jí)。

抗震等級(jí)當(dāng)然跟抗震能力相關(guān)，但并不是說(shuō)一級(jí)的就一定比二級(jí)的好。舉個(gè)類(lèi)似的例子，汽車(chē)的碰撞試驗(yàn)，有五星的，也有三星的，但是并不是說(shuō)五星的就一定比三星的更好。一個(gè)五星的微型車(chē)，跟一個(gè)三星的大皮卡相比，孰高孰低還很難說(shuō)。

抗震設(shè)防烈度

抗震設(shè)防烈度是某個(gè)地區(qū)的屬性。譚老師地理工作室綜合整理比如說(shuō)北京的抗震設(shè)防烈度是 8 度，上海的抗震設(shè)防烈度是 7 度。

這個(gè)是怎么確定的呢？一定程度上，設(shè)防烈度的制定跟設(shè)防目標(biāo)相關(guān)。就拿北京來(lái)說(shuō)，先統(tǒng)計(jì)一下歷史上一定時(shí)期之內(nèi)影響到北京的歷次地震，看一下這些地震引起的北京地區(qū)的烈度分別是多少。比如說(shuō)1976年唐山地震是6度，某某年某次地震是4度，某某年某次地震是5度……然后再利用統(tǒng)計(jì)學(xué)知識(shí)，根據(jù)既定的可靠度目標(biāo)，比如說(shuō)，讓設(shè)防烈度大于這些已經(jīng)發(fā)生過(guò)的地震烈度的90%，繼而確定出一個(gè)設(shè)防烈度。換句話(huà)說(shuō)，這種情況下，所有可能發(fā)生的地震里，要保證有90%的實(shí)際地震烈度都小于這個(gè)設(shè)防烈度。

現(xiàn)在的抗震規(guī)范，采用的是 50 年內(nèi)超越概率為 10% 的地震烈度作為抗震設(shè)防烈度。也就是說(shuō)，50年之內(nèi)，發(fā)生比該設(shè)防烈度還大的地震烈度的可能性是10%。折算下來(lái)，也就是俗稱(chēng)的「475年一遇」。

什么意思呢？475年一遇的地震，今年發(fā)生的概率是475分之一，也就是0.211%，今年不發(fā)生的概率是1減去0.211%，也就是99.789%。50年之內(nèi)都不發(fā)生這樣的地震，這個(gè)概率是 99.789% 的 50次方，也就是90%。而50年之內(nèi)發(fā)生這樣的地震的概率，則是 1 減去 90%，等于 10%。

也就是說(shuō)，我們的目標(biāo)是 475 年一遇的地震。100年一遇的地震，小意思，都在我們的設(shè)防范圍之內(nèi)，也就是俗稱(chēng)的「小震不壞」；500年一遇的地震，剛剛好跟我們的設(shè)防目標(biāo)差不多，次要結(jié)構(gòu)可能會(huì)有小范圍破壞，但是主體結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生大的破壞，也就是俗稱(chēng)的「中震可修」；1000年一遇的地震，已經(jīng)超過(guò)了我們的設(shè)防目標(biāo)，但是盡量通過(guò)合理的構(gòu)造措施，保證結(jié)構(gòu)足夠的延性和塑性變形能力，爭(zhēng)取做到房子雖然變形很大，但不會(huì)整體垮塌，保證逃生通道和逃生時(shí)間，這也就是俗稱(chēng)的「大震不倒」。

總結(jié)

1.地震震級(jí)是地震的屬性，一次地震只有一個(gè)震級(jí)。

2.地震烈度是地震對(duì)某個(gè)地區(qū)的影響，震中高，越往外越低。震中烈度和震級(jí)有關(guān)。

3.設(shè)防烈度可以簡(jiǎn)單理解成某個(gè)地區(qū)475年內(nèi)所能發(fā)生的最強(qiáng)烈的地震烈度。如果實(shí)際發(fā)生的地震引起的烈度不大于設(shè)防烈度，建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該要做到不發(fā)生永久性的、不可修復(fù)的破壞。

4.抗震等級(jí)是建筑物的屬性，越重要、越容易受地震襲擊、越需要保護(hù)的建筑物，抗震等級(jí)越高，對(duì)抗震能力的要求也越高。

我們雖然無(wú)力阻止地震的發(fā)生，但是我們可以做好充足的準(zhǔn)備讓地震造成的損失降到最低。

抗震支架在抗震中就可以為建筑機(jī)電工程給予可靠保護(hù)，減少損失。選擇一個(gè)專(zhuān)業(yè)的抗震支架廠(chǎng)家是對(duì)建筑安全最大的保障，瓊凱——建筑抗震先鋒品牌，真正的實(shí)力大廠(chǎng)家為您的建筑保駕護(hù)航。