地震中的震級和烈度是怎麼回事?

2021-02-15 馬匞

最近這一周不知道中了什麼邪,一直找不到寫字的源泉,也找不到特別想寫的題材。最後決定還是寫寫與專業相關的科普知識吧,這些東西都在肚子裡,只要用直白的方式講出來,覺得就很好了。

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中學的地理課本中,我們都學過,地球的構成從內到外有地核、地幔、地殼,也知道地球在無時無刻的進行著自轉和公轉,地球內部的物質也在不停地分異。具體到地球表面的地殼或者說巖石圈而言,也在不斷地生成、演變和運動,促成了全球性地殼構造運動。

地球內部物質的分異,特別是地殼運動產生的能量,聚集到一定時候就會突然釋放,因此引起的地面震動就是地震。

▲ 地震中常用的名詞解釋:震源——地球內部地震發生的地方,震中——與震源垂直相對的地表位置,震源深度——震中到震源的距離,震中距——地面上其它任何一點到震中的距離(圖片 from web)

地球上每年大概發生 500 多萬次地震,也即每天有 1 萬多次地震發生。實際上這 1 萬多次地震大都(90%以上)發生在海洋裡,餘下的大概不到 10% 的發生在陸地上,而發生在陸地上的地震又主要集中在地震帶上。

▲ 全球的地震帶分布(圖片 from web)

中國處在亞歐板塊、太平洋板塊、印度洋三個地殼板塊的交接位置,位於世界兩大地震帶 —— 環太平洋地震帶與歐亞地震帶之間,因此是個地震頻發的國家。中國有大大小小的地震帶 20 多條,主要分布在華北、西北、青藏高原附近和東南沿海四大區域。

▲ 中國的地震帶分布(有興趣的朋友可以看看火山,我發現地震帶和火山的分布區域基本重合。圖片 from web)

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對單獨的一次地震而言,用來衡量其強度大小的尺子有兩把:一把叫地震震級,另一把叫地震烈度。

舉個例子來說,地震震級好象不同日光燈的瓦數,瓦數越高能量越大,震級越高。烈度好象屋子裡受光亮的程度,對同一盞日光燈來說,距離日光燈的遠近不同的地方受光的照射的明暗不同,所以與震源距離不同的各地的烈度也不一樣。

地震震級是衡量地震大小的一種度量。每一次地震只有一個震級,它是根據地震時釋放能量的多少來劃分的,震級可以通過地震儀器的記錄計算出來,震級越高,釋放的能量也越多。

各國和各地區的地震分級標準不盡相同,我國使用的的震級標準是國際通用震級標準,叫芮氏規模

一般將小於1級的地震稱為超微震;

大於、等於1級,小於3級的稱為弱震或微震;

大於、等於3級,小於4.5級的稱為有感地震;

大於、等於4.5級,小於6級的稱為中強震;

大於、等於6級,小於7級的稱為強震;

大於、等於7級的稱為大地震,其中8級以及8級以上的稱為巨大地震。

地球上每年發生的500萬次地震中,5 級以上的強烈地震 1000 次左右,造成嚴重破壞的大約 18 次。迄今為止,世界上記錄到最大的地震為 9.5 級(也有說是 8.9 級),是1960 年 5 月 22 日發生在南美洲的智利地震。

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地震烈度是指地面及房屋等建築物受地震破壞的程度。對同一個地震,不同的地區,烈度大小是不一樣的。距離震源近,破壞就大,烈度就高;距離震源遠,破壞就小,烈度就低。

下面,簡單羅列下中國的地震烈度表:

Ⅰ度:無感,僅儀器能記錄到;

Ⅱ度:個別敏感的人在完全靜止中有感;

Ⅲ度:室內少數人在靜止中有感,懸掛物輕微擺動;

Ⅳ度:室內大多數人,室外少數人有感,懸掛物擺動,不穩器皿作響;

Ⅴ度:室外大多數人有感,家畜不寧,門窗作響,牆壁表面出現裂紋;

Ⅵ度: 人站立不穩,家畜外逃,器皿翻落,簡陋棚舍損壞,陡坎滑坡;

Ⅶ度:房屋輕微損壞,牌坊,煙囪損壞,地表出現裂縫及噴沙冒水;

Ⅷ度:房屋多有損壞,少數破壞路基塌方,地下管道破裂;

Ⅸ度:房屋大多數破壞,少數傾倒,牌坊,煙囪等崩塌,鐵軌彎曲;

Ⅹ度:房屋傾倒,道路毀壞,山石大量崩塌,水面大浪撲岸;

Ⅺ度:房屋大量倒塌,路基堤岸大段崩毀,地表產生很大變化;

ⅩⅡ度:一切建築物普遍毀壞,地形劇烈變化動植物遭毀滅。

震級和烈度沒有特定的對應關係,也就是說,一場地震中不同的地方對應的烈度是不一樣的。舉個例子,2008 年發生在汶川的 8 級地震,從震中的汶川到其它震中距各不相同的地方,如成都、西安、北京、上海、東京、舊金山、紐約各地,它們的烈度是不同的,可能出現Ⅰ度~ⅩⅡ度不同的地震烈度。

雖然震級和烈度沒有確切的對應關係,但是對震中地區而言,震級與烈度卻有統計意義上的對應關係,大致如下:

震中烈度

震  級

1.9

2.5

3.1

3.7

4.3

4.9

VII

5.5

6.1

6.7

7.3

7.9

XII

8.5

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我國抗震設防是Ⅵ度起Ⅸ度至,我國的抗震設防目標可以簡單的歸結為:小震不壞,中震可修,大震不倒。平白的講,按照不同的抗震設防烈度設計的房子,在不同的地震烈度下會有不同的表現。有關我國建築的抗震設防以後有機會再講。

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