里氏震级 里氏震级 里氏震级-发展历史,里氏震级-级数划分

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。它直接同震源中心释放的能量(热能和动能)大小有关,震源放出的能量越大,震级就越大。里克特级数每增加一级,即表示所释放的热能量大了10√10倍。

里氏震级_里氏震级 -发展历史


查里斯・里克特

里氏震级由美国的查里斯里克特于1935年提出。不过,像许多科学领域中发生的情况一样,在通用的标准出世之前,关于地震等级,也有许多人提出不同的方案。1883年,欧洲的两位科学家提出了以10度为衡量的刻度;1902年,意大利的火山学家麦卡利以人对地震的感觉,划分了12级强度。

查里斯・里克特1900年出生于美国的俄亥俄州的一个农场主家庭。在斯坦福大学念书时,里克特学习了物理学领域中的地震学。毕业后,里克特成为加州技术学院地震实验室的一名工作人员。在20世纪30年代,里克特列表对比了一年中200次地震的特征,他试图探索出一种客观的、定量的地震等级标准。里克特于1935年提出的一种震级标准,它是根据离地震中心一定距离所观测到的地震波的幅度和周期,并且考虑从震源到观测点的地震波衰减,经过计算,得出震源处地震的大小。里克特的震级,本质上反映了地震释放的能量大小。里氏震级每增加1个单位,相对应的地震能量大约增加32倍。目前世界上已测得的最大震级为里氏8.9级(后修正为9.5级),是在1960年智利发生的大地震。

里氏震级首先应用在美国加州的南部,当里克特将自己的成果应用到世界各地时,发现自己的计算方法有一定的局限,不能准确地反映地震的大小。于是他又在原来震级的基础上,发展了两种震级,一种是用地震体波计算震级,以测量地壳深处的地震。另一种用地震的表面波计算震级,来测量更遥远且更强烈的地震。

一般来说,里氏震级小于2的地震,以人类的感觉系统,是无法感知的,这样的地震被称为无感地震。5级以上的地震,会造成人员伤亡和建筑物损坏,被称作破坏性地震。从全世界范围看,几乎天天都会发生规模为6级的地震,一两个星期发生一次7级地震,8级地震则要几年发生一次。之所以我们的电视中,不会每天充斥着地震报道的原因,是因为很多地震发生在人迹罕至的沙漠、群山、冰原和深海中,由于事不关己,所以人们也就没有兴趣报道。

在20世纪60年代,里克特成为美国最负盛名的地震学权威。由于他很善于与新闻媒体打交道,并频频在媒体上抛头露面,热心回答公众提出的有关地震的问题,因此以他名字命名的里氏震级这一术语,很快成了衡量地震大小的人人皆知的术语。里克特使地震知识进入了千家万户,公众关注也成就了里克特的学术地位和名气。

里氏震级_里氏震级 -级数划分

震级人的感觉对建筑物的影响其他现象频率一无感无无约每天8,000次二室内个别静止的人有感无无约每天1,000次三室内个别静止的人有感门、窗轻微作响悬挂物微动每年49,000次四室内多数人有感,室外少数人有感,少数人惊醒门、窗作响悬挂物明显摆动,器皿作响每年6,200次五室内人普遍有感,室外多数人有感,多数人惊醒门窗、屋顶、屋架颤动,灰土掉落,抹灰出现细微裂缝不稳的器物翻到每年800次六部分人惊慌失措,仓皇出逃发生损坏,个别砖瓦掉落,墙体微细裂缝河岸和松散土上出现裂缝,饱和砂层出现喷砂并冒水每年120次七大多数人仓皇出逃局部破坏、开裂,但并不妨碍使用河岸出现塌方、喷砂、冒水现象,松软土裂缝较多每年18次八摇晃颠簸,行走困难结构受损,需要修理干硬土上有裂缝每年1次九坐立不稳,行走的人可能摔跤墙体龟裂,局部倒塌,修复困难多处出现裂缝,滑坡塌方常见20年1次十骑自行车的人会摔跤,处不稳状态的人会摔出几米远,有抛起感大部倒塌,不堪修复山崩地裂出现,拱桥破坏十一毁灭性地震地震断裂延续很长,山崩常见,拱桥毁坏十二毁灭性地震地面剧烈变化,山河改观,一切化为虚无

里氏震级_里氏震级 -缺点和改进

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。

里氏震级_里氏震级 -震级能量

改进后的里氏震级直接反映地震释放的能量。其中1级地震释放的能量为2.0×10^6焦耳,按几何级数递加,每级相差31.6倍(准确地说是根下1000倍,即差两级能量差1000倍)。

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目前世界上已测得的最大震级为1960年智利大地震,里氏8.9级(后修订为里氏9.5级)。另外引发2004年印度洋海啸的地震美国一监测机构称里氏震级为9.0级。2010年2月27日智利第二大城市发生8.8级地震,美国发布海啸警报

2008年汶川里氏8.0级大地震,其释放的能量约为6.3*10^16焦耳,相当于1500万吨TNT炸药或750个广岛原子弹的能量。

且有:ρρ ,M为里氏震级的大小,E为释放的能量,单位为焦耳。

下表列出的是不同级别的地震释放的能量相当于的TNT当量:(注意,此表中TNT当量与实例严重不符,其正确性有待考证)

里氏震级大致相应的TNT当量实例0.584.5公克手榴弹爆炸1475公克建筑爆破1.52.67 公斤二战期间常规炸弹215.0 公斤二战期间常规炸弹2.584.5 公斤二战期间的"Cookie" 巨型炸弹3475 公斤2003年大型燃料空气炸弹(MOAB)3.52.67 公吨1986年前苏联切尔诺贝利核事故415.0 公吨小型原子弹4.584.5公吨常见的龙卷风5475 公吨5.52.67×10^3公吨1992年美国内华达州Little Skull Mtn.地震615.0×10^3公吨1994年美国内华达州Double Spring Flat地震,日本广岛投放的原子弹6.584.5×10^3公吨1994年Northridge地震7475×10^3公吨2013年4月20日中国四川省雅安市芦山县7级地震7.52.67×10^6公吨1992年美国加利福尼亚Landers地震1999年台湾921集集大地震815.0×10^6公吨1976年中国 唐山大地震2008年中国 汶川大地震8.584.5×10^6公吨1950年印度阿萨姆与中国察隅交界处1950年墨脱大地震8.8238×10^6公吨2010年智利大地震9475×10^6公吨1964年美国阿拉斯加安克雷奇耶稣受难日地震(地震发生后引发海啸,造成阿拉斯加部份地区受到海啸袭击状况严重)2004年印度洋大地震(地震发生后引发海啸,即2004年南亚大海啸)2011年3月11日东日本大地震(地震发生后引发海啸,造成日本本州东北三县受灾惨重)9.52.67×10^9公吨1960年智利大地震(地震发生后引发海啸,绝大多数太平洋沿岸地区受到海啸冲击)观测史上记录到规模最大的地震1015.0×10^9公吨约相当于一个直径约为3公里的陨石以秒速25公里撞击地球时所产生的地震。

  

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