震中距
震中距(英語:),是指震中至某一指定点的地面距离[1]。一般地,规模相等的地震,震中距越小,地震造成的破坏越重。反之,随着震中距的增加,地震造成的破坏逐渐减轻[2]。由于较早年代设计的地震仪的限制,一些地震度量在观测点的震中距超过一定范围便开始出现误差[註 1]。在地震学中,远震通常用°(度)作为单位[註 2],而近震则使用千米作为单位。但无论远近,都使用Δ作为符号表示震中距。
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测量方法
与地震度量的关联
近震震级的定义
1935年,在没有成熟的地震度量的背景下,两位来自美国加州理工学院的地震学家查尔斯·弗朗西斯·里克特和宾诺·古登堡为研究美国加州地区发生的地震,设计出近震震级的地震度量[註 5]。为了使结果不为负数,里克特定义在震中距为100千米处之观测点地震仪记录到的最大水平位移为1微米(这也是伍德-安德森扭力式地震仪的最高精度)的地震作为0级地震。按照这个定义,如果震中距为100千米处的伍德-安德森扭力式地震仪测得的地震波振幅为1毫米[註 6]的话,则震级为3级。虽然里克特等人尝试使结果不为负数,但由于近震震级规模并没有明确规定上限或下限,现代精密的地震仪经常记录到规模为负数的地震[7]。并且由于当初设计里氏地震规模时所使用的伍德-安德森扭力式地震仪的限制,近震规模ML若大于约6.8或观测点的震中距超过约600千米便不适用[8]。
面波震级的计算
震中距是计算面波震级的重要参数之一。计算面波震级的方程式为:
其中,A表示表面波中最大質點位移(兩個水平位移的向量和),單位為微米;T表示對應的週期,單位為秒;Δ表示震中距,單位為度;σ(Δ)是量规函数。一般地,量规函数的表达式为:
根據GB 17740-1999,兩個水平位移必須是在相同時間或八分之一個週期內測量,如果兩個位移有不同的週期,必須使用加權總合[9]。
其中,AN表示南北方向的位移,單位為微米;AE表示東西方向的位移,單位為微米;TN表示對應AN的週期,單位為秒;TE表示對應AE的週期,單位為秒[10][11]。
由此可见,不同震中距选用的地震面波周期值均不相同。一般地,可参照下表选定周期值[9]。
不同震中距(Δ)选用的地震面波周期(T)值 | |||||
---|---|---|---|---|---|
Δ/° | T/s | Δ/° | T/s | Δ/° | T/s |
2 | 3~6 | 20 | 9~14 | 70 | 14~22 |
4 | 4~7 | 25 | 9~16 | 80 | 16~22 |
6 | 5~8 | 30 | 10~16 | 90 | 16~22 |
8 | 6~9 | 40 | 12~18 | 100 | 16~25 |
10 | 7~10 | 50 | 12~20 | 110 | 17~25 |
15 | 8~12 | 60 | 14~20 | 130 | 18~25 |
面波震级的大震速报
除计算面波震级外,研究近距离内(Δ≤15°)体波衰减特征及MB与MS更好的换算关系,是提高用体波震级MB速报大震震级经度的有效途径。这对于开展研究短周期仪DD-1和VGK等记录测定体波震级Mb也是一项有意义的定量化工作[12]。
与震中的关联
20世纪以前,测定震中的方式一般为几何中心法。20世纪开始,在地震仪等仪器技术逐步趋向于成熟后,便诞生了单台测定法和台网测定法。三者相比,由于地壳构造的不均匀性对地震射线传播的影响,台网测定法的精确性最高[註 7],几何中心法的精确性最低[1][13]。
几何中心法
20世纪以前,在没有仪器记录时,地震的震中位置都是按破坏范围而确定的宏观震中,它是极震区(震中附近破坏最严重的地区)的几何中心。由于无法确定极震区的精确范围,通常会造成误差[14]。
其它用途
地震分类
在地震分类上,震中距也发挥着自己独特的作用。同一个地震在不同的距离上观察,远近不同,叫法也不一样。根据震中距,地震可分为三类[6]:
- 地方震(英語:):Δ<100km
- 近震(英語:):100km≤Δ≤1000km
- 远震(英語:):Δ>1000km
震相研究
震中距不同,由于受到震源、震源深度及地震射线的传播综合影响,反映在地震记录图上震相表现的形态亦不相同。因此,随着震中距的不同,地震参数的测定也就不同。已知观测点的震中距,就可以较为轻松地分辨复杂而各异的震相,一般根据记录图上地震记录的总情况加以判断。地震的大小、远近、深远各有明显的特征。震源越近,震动的持续时间越短;震源越远,则持续时间越长[6]。
注释
参考文献
- 阎志德. . 山西地震. 1981, 4: 3–4.
- 宇津德治. . 地震学会讲演予稿集. 1983, 2: 206 (日语).
- . United States Geological Survey. [2017-10-18]. (原始内容存档于2017-11-08).
- Tyler M. Schau. . United States Geological Survey. 1991 [2017-10-18]. (原始内容存档于2016-04-25).
- . United States Geological Survey. [2017-10-18]. (原始内容存档于2017-07-09).
- 阎志德. . 山西地震. 1981, 4: 19.
- . USGS. [2017-12-02]. (原始内容存档于2017-12-06) (英语).
- Woo, Wang-chun. . 香港天文台. 2012-09 [2017-12-02]. (原始内容存档于2017-05-24) (英语).
- 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. : 3. 1999-04-26.
- 阎志德. . 山西地震. 1981, 4: 26.
- 陈培善; 陈海通. . 地震地磁观测与研究. 1992, 1: 1–8.
- 秦嘉政; 陈培善. . 地震地磁观测与研究. 1992, 1: 23.
- 石鹏. . 深圳特区科技. 1990, 4: 39.
- 马在田. . 石油地球物理勘探. 1979, 1: 48–50.
- . Pennstate Earthquake Seismology. [2017-10-18]. (原始内容存档于2017-06-11) (英语).