概念簡(jiǎn)介

里氏震級(jí)(Richter magnitude scale)是由兩位來(lái)自美國(guó)加州理工學(xué)院的地震學(xué)家里克特(Charles Francis Richter)和古登堡(Beno Gutenberg)于1935年提出的一種震級(jí)標(biāo)度，是目前國(guó)際通用的地震震級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。它是根據(jù)離震中一定距離所觀測(cè)到的地震波幅度和周期，并且考慮從震源到觀測(cè)點(diǎn)的地震波衰減，經(jīng)過(guò)一定公式，計(jì)算出來(lái)的震源處地震(所釋放出能量)的大小。

 發(fā)展歷史

里氏震級(jí)原先僅是為了研究美國(guó)加州地區(qū)發(fā)生的地震而設(shè)計(jì)的，并用伍德-安德森扭力式地震儀(Wood-Anderson torsion seismometer)測(cè)量。里克特設(shè)計(jì)此標(biāo)度的目的是區(qū)分當(dāng)時(shí)加州地區(qū)發(fā)生的大量小規(guī)模地震和少量大規(guī)模地震。由于大小地震的能量釋放差別很大，參考來(lái)自天文學(xué)中表示天體亮度的星等的靈感，震級(jí)也使用了對(duì)數(shù)標(biāo)尺。

里克特定義在距離震中100千米處之觀測(cè)點(diǎn)地震儀記錄到的最大水平位移為1微米(這也是伍德-安德森扭力式地震儀的最大精度)的地震作為0級(jí)地震。按照這個(gè)定義，如果距震中100千米處的伍德-安德森扭力式地震儀測(cè)得的地震波振幅為1毫米(10^3微米)的話，則震級(jí)為里氏3級(jí);而如果相同條件測(cè)得的地震波振幅為0.1(10^-1)微米的話，則震級(jí)為里氏-1級(jí)。里氏震級(jí)并沒(méi)有規(guī)定上限或下限?，F(xiàn)代精密的地震儀經(jīng)常記錄到規(guī)模為負(fù)數(shù)的地震。

由于當(dāng)初設(shè)計(jì)里氏震級(jí)時(shí)所使用的伍德-安德森扭力式地震儀的限制，近震規(guī)模 ML 若大于約6.8或觀測(cè)點(diǎn)距離震中超過(guò)約600千米便不適用。后來(lái)研究人員提議了一些改進(jìn)，其中面波震級(jí)(MS)和體波震級(jí)(Mb)最為常用。

缺點(diǎn)和改進(jìn)

里氏震級(jí)的主要缺陷在于它與震源的物理特性沒(méi)有直接的聯(lián)系，并且由于“地震強(qiáng)度頻譜的比例定律”(The Scaling Law of Earthquake Spectra)的限制，在8.3-8.5左右會(huì)產(chǎn)生飽和效應(yīng)，使得一些強(qiáng)度明顯不同的地震在用傳統(tǒng)方法計(jì)算后得出里氏震級(jí)(如(MS)數(shù)值卻一樣。到了21世紀(jì)初，地震學(xué)者普遍認(rèn)為這些傳統(tǒng)的震級(jí)表示方法已經(jīng)過(guò)時(shí)，轉(zhuǎn)而采用一種物理含義更為豐富，更能直接反應(yīng)地震過(guò)程物理實(shí)質(zhì)的表示方法即矩震級(jí) (Moment magnitude scale，MW)。地震矩規(guī)模是由同屬加州理工學(xué)院的金森博雄(Hiroo Kanamori)教授于1977年提出的。該標(biāo)度能更好的描述地震的物理特性，如地層錯(cuò)動(dòng)的大小和地震的能量等。

震級(jí)與能量

改進(jìn)后的里氏震級(jí)直接反映地震釋放的能量。其中0級(jí)地震釋放的能量為2.0×10^13爾格(2.0×10^6焦耳)，按幾何級(jí)數(shù)遞加，每級(jí)相差31.6倍(準(zhǔn)確地說(shuō)是根下1000倍，即差兩級(jí)能量差1000倍)。

目前世界上已測(cè)得的最大震級(jí)為1960年智利大地震，里氏8.9級(jí)(后修訂為里氏9.5級(jí))。另外引發(fā)2004年印度洋海嘯的地震美國(guó)一監(jiān)測(cè)機(jī)構(gòu)稱里氏震級(jí)為9.0級(jí)。2010年2月27日智利第二大城市發(fā)生8.8級(jí)地震,美國(guó)發(fā)布海嘯警報(bào)

2008年汶川里氏8.0級(jí)大地震，其釋放的能量約為2.0*10^18焦耳，相當(dāng)于5億噸TNT炸藥或25000個(gè)廣島原子彈的能量。

且有：lg E=11.8+1.5M

M為里氏震級(jí)的大小，E為釋放的能量，單位為爾格。

震級(jí)與烈度

地震震級(jí)與地震烈度是不同的概念。

地震烈度是指某一地區(qū)地面和各類建筑物遭受一次地震影響破壞的強(qiáng)烈程度，是衡量某次地震對(duì)一定地點(diǎn)影響程度的一種度量。同一地震發(fā)生后，不同地區(qū)受地震影響的破壞程度不同，烈度也不同，受地震影響破壞越大的地區(qū)，烈度越高。判斷烈度的大小，是根據(jù)人的感覺(jué)、家具及物品振動(dòng)的情況、房屋及建筑物受破壞的程度以及地面出現(xiàn)的破壞現(xiàn)象等。影響烈度的大小有下列因素：地震等級(jí)、震源深度、震中距離、土壤和地質(zhì)條件、建筑物的性能、震源機(jī)制、地貌和地下水等。例如，在其它條件相同的情況下，震級(jí)越高，烈度也越大。地震烈度(例如麥加利地震烈度)是表示地震破壞程度的標(biāo)度，與地震區(qū)域的各種條件有關(guān)，并非地震之絕對(duì)強(qiáng)度。