地震強度:震級和烈度
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主題任務:地震監(jiān)測知識
地震強度 地震強度用震級和烈度來表示,但二者的概念并不相同。 一、震級 震級表示地震本身大小的等級劃分,它與地震釋放出來的能量大小相關。震級是根據(jù)地震儀記錄的地震波最大振幅經(jīng)過計算求出的,它是一個沒有量綱的數(shù)值。由于每次地震所積蓄的能量是有一定限度的,所以地震的震級也不會無限大。一次地震只有一個震級。用里氏的測算方法計算,目前已知最大的地震是1960年5月22日在智利發(fā)生的8.9級地震。最小的地震已可用高倍率的微震儀測到-3級。震級相差1級,能量相差很多倍。如一個7級地震相當于32個6級,或為1000個5級地震?! “凑照鸺壌笮?,可以把地震劃分為超微震、微震、弱震、強震和大地震?! ?.超微震 震級小于1的地震,人們不能感覺,只能用儀器測出?! ?.微震 震級大于1小于3的地震,人們也不能感覺,只有靠儀器測出?! ?.弱震 又稱小震,震級大于3小于5的地震,人們可以感覺到,但一般不會造成破壞?! ?.強震 又稱中震,震級大于5小于7的地震,可以造成不同程度的破壞?! ?.大地震 指7級及其以上的地震,常造成極大的破壞。 表8-1 震級(M)和震源發(fā)出總能量(E)的關系 一次大地震所釋放的能量是十分巨大的,例如一個8.5級地震所釋放的能量,大約相當于一個100萬千瓦的大型發(fā)電廠,連續(xù)10年發(fā)出電能的總和。 二、地震烈度 地震對地表和建筑物等破壞強弱的程度,稱為地震烈度。一次地震只有一個震級,如海城-營口地震是7.3級,唐山地震是7.8級。但同一次地震對不同地區(qū)的破壞程度不同,地震烈度也不一樣。如同一個炸彈,其所含炸藥量相當震級,炸彈爆炸后對不同地點的破壞程度有大有小,相當?shù)卣鹆叶??! 〉卣鹆叶仁歉鶕?jù)人的感覺、家具及物品振動的情況、房屋及建筑物受破壞的程度和地面的破壞現(xiàn)象等進行劃分的。目前世界許多國家都有自己的地震烈度表,烈度劃分的標準并不完全一致。1883年意大利羅西(M.S.deRossi)和瑞士佛瑞爾(F.A.Forel)首先制定地震烈度表,劃分為Ⅻ級,稱羅西-佛瑞爾烈度表。世界各國烈度表大都以此為基礎并結(jié)合本國具體情況擬定的。日本采用從0到Ⅷ的8級(階)烈度表;也有國家采用Ⅹ級烈度表。新中國第一個烈度表發(fā)表于1957年,主要是根據(jù)我國歷史地震資料編制的,共分Ⅻ度,與世界上各種Ⅻ度表相當。1980年在此表基礎上重新修訂,制成“中國地震烈度表”(表8-2)。表8-2中國地震烈度表(1980)
注:1.Ⅰ—Ⅴ度以地面上人的感覺為主;Ⅶ—Ⅹ度以房屋震害為主;Ⅺ—Ⅻ度的評定,需要專門研究?! ?.一般房屋包括用木構(gòu)架和土、石磚墻構(gòu)造的舊式房屋和單層的或數(shù)層的未經(jīng)抗震設計的新式磚房。對于質(zhì)量特別差或特別好的房屋,可根據(jù)具體情況,對表列各烈度的震害程度和震害指數(shù)予以提高或降低?! ?.震害指數(shù)以房屋完好為0,“毀滅”為1,中間按表列震害程度分級。平均震害指數(shù)指所有房屋的震害指數(shù)的總平均值而言,可以用普查或抽查方法確定之?! ?.使用本表時可根據(jù)地區(qū)具體情況,作出臨時的補充規(guī)定。 5.在農(nóng)村可以自然村為單位,在城鎮(zhèn)可以分區(qū)進行烈度評定,但面積以1平方公里左右為宜。 6.煙囪指工業(yè)或取暖用的鍋爐房煙囪?! ?.表中數(shù)量詞的說明:個別:10%以下;少數(shù):10—50%;多數(shù):50—70%;大多數(shù):70—90%;普遍;90%以上。 此表經(jīng)中國地震烈度表(1980)審定會12月4日通過,國家地震局科研處以(80)震科字第054號通知試行。 在宏觀地震烈度調(diào)查后,把各調(diào)查點的烈度標記在地圖上,然后把烈度相同的點連成封閉的曲線,這樣的線叫等震線,由不同等震線所組成的平面圖叫等震線圖。實際上等震線就是不同烈度區(qū)的分界線。等震線圖在地震工作中有很大用途:例如,利用這種圖可確定宏觀震中位置、估計震源深度、了解一次地震中各地地面烈度的變化。對于破壞性地震來說,等震線所包圍的最高烈度區(qū)稱為極震區(qū),也就是震中區(qū)。根據(jù)震中區(qū)的形狀推斷產(chǎn)生地震的斷層走向等?! ∮绊懙卣鹆叶鹊囊蛩睾芏?,首先是地震等級(震級),其次依次為震源深度、震中距、土壤和地質(zhì)條件、建筑物的性能、震源機制、地貌和地下水位等。 一般說來,在其他條件相同的情況下,震級越大,震中烈度也越大,地震影響波及的范圍也越廣。如果震級相同,則震源越淺,對地表的破壞性越大。如1960年2月29日在摩洛哥加迪爾發(fā)生一次只有5.8級的地震,但震源深度僅為2—3km,而震中烈度竟然達到Ⅸ度,造成十分嚴重的破壞。深源地震常常震級很大,而烈度往往很小。表8-3說明震中烈度與震級和震源深度(淺源地震)的關系。
表8-3 震中烈度與震級和震源深度的關系 地震烈度的大小與震中距有很大關系。如1975年2月海城地震(7.3級),震中烈度為Ⅸ度,在沈陽減為Ⅵ度,北京為Ⅳ度,在長江以南則不受任何影響。震中距相同,由于地質(zhì)構(gòu)造、房屋及建筑物結(jié)構(gòu)以及其他條件不同,也往往出現(xiàn)不同的地震烈度。比如,地質(zhì)基礎堅實,烈度就相應小些;地質(zhì)基礎薄弱,或有斷層、古河道通過,烈度就相應提高。如1976年7月28日唐山地震,玉田、豐潤距離震中只有幾十千米,但破壞程度較輕;而距唐山較遠的平谷、通縣、大興的某些地方,反倒遭到較重的破壞。以北京平谷縣將軍關為例,那里正好有一條斷層通過,座落于斷層上的民房有很多倒塌。基于上述原因,在高烈度區(qū)中會出現(xiàn)小范圍的低烈度區(qū)(稱為“安全島”);在低烈度區(qū)中也會出現(xiàn)小范圍的高烈度區(qū)。這些異?,F(xiàn)象統(tǒng)稱為地震烈度異常。根據(jù)地震資料準確地劃出“安全島”的范圍,對于建設規(guī)劃有著重要的現(xiàn)實意義。 房屋建筑的地基堅固程度、設計好壞、抗震結(jié)構(gòu)以及施工質(zhì)量等,都會影響到破壞程度。如唐山市某工廠的一座三層宿舍樓(處于Ⅹ度烈度區(qū)),在周圍建筑物普遍倒塌的情況下,由于地基牢固、設計好,卻完好無損。由此可見,重災區(qū)中有輕災,輕災區(qū)中有重災,地震烈度的大小往往是由許多因素決定的。
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