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地震規模與震度

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leeys 發表於 2018-2-7 21:14:32 | 顯示全部樓層 |閱讀模式

管理員|主題 |帖子 |積分 8795

35.何謂震度?

震度(intensity),是表示地震時地面上的人所感受到振動的激烈程度,或物體因受振動所遭受的破壞程度。
現今地震儀器已能詳細描述地震的加速度,所以震度亦可由加速度值來劃分。震度級以正的整數表示之(見交通部中央氣象局地震震度分級表)。
「交通部中央氣象局地震震度分級表」
(89年8月1日公告修訂)
震度分級
地動加速度
cm/s2(gal)
人的感受
屋內情形
屋外情形
0
無感
0.8以下
人無感覺。


1
微震
0.8~2.5
人靜止時可感覺微小搖晃。


2
輕震
2.5~8.0
大多數的人可感到搖晃,睡眠中的人有部分會醒來。
電燈等懸掛物有小搖晃。
靜止的汽車輕輕搖晃,類似卡車經過,但歷時很短。
3
弱震
8~25
幾乎所有的人都感覺搖晃,有的人會有恐懼感。
房屋震動,碗盤門窗發出聲音,懸掛物搖擺。
靜止的汽車明顯搖動,電線略有搖晃。
4
中震
25~80
有相當程度的恐懼感,部分的人會尋求躲避的地方,睡眠中的人幾乎都會驚醒。
房屋搖動甚烈,底座不穩物品傾倒,較重傢俱移動,可能有輕微災害。
汽車駕駛人略微有感,電線明顯搖晃,步行中的人也感到搖晃。
5
強震
80~250
大多數人會感到驚嚇恐慌。
部分牆壁產生裂痕,重傢俱可能翻倒。
汽車駕駛人明顯感覺地震,有些牌坊煙囪傾倒。
6
烈震
250~400
搖晃劇烈以致站立困難。
部分建築物受損,重傢俱翻倒,門窗扭曲變形。
汽車駕駛人開車困難,出現噴沙噴泥現象。
7
劇震
400以上
搖晃劇烈以致無法依意志行動。
部分建築物受損嚴重或倒塌,幾乎所有傢俱都大幅移位或摔落地面。
山崩地裂,鐵軌彎曲,地下管線破壞。

035map.gif
http://scman.cwb.gov.tw/eqv5/eq100/100/035.HTM#
26.如何計算規模?
目前世界所通用的地震規模為芮氏規模(ML),乃美國地震學家芮氏於1935年所創。其定義為:一標準扭力式伍德-安德森地震儀(Wood-Anderson torsion seismometer)(自由週期0.8秒,倍率2,800倍,阻尼常數0.8)在距震央100公里處所記錄的最大振幅以微米(10-6m)計的對數值。其計算公式為:
ML = logA-logA0
式中A=標準扭力式地震儀,在某觀測站所記錄之最大振幅(以μm為單位,1μm = 10-6m)。A0=距離修正量;當標準扭力式地震儀於標準地震(ML = 0 )所記錄之最大振幅。
除了芮氏規模(ML)外,尚有體波規模(mb)及表面波規模(Ms)。
體波規模是根據體波之振幅(A)及週期(T)而定,其關係式為:
mb = log (A / T) +Q(△),式中Q(△)為距離修正量。
表面波規模是根據表面波振幅(A)及週期(T)而定,其關係式為:
Ms = log (A /T)+alog△+b,式中△為距離;a,b為區域性常數
27.各種地震規模的計算值都是一樣的嗎?
各種地震規模因量度方式不同而有不同的數值,但皆在表示該地震所釋放出的能量之多寡,所以各種地震規模間皆有關係式可供互換。
備註:地震規模會因不同的觀測及計算方式而有不同的名稱和數值。
在地震報告中所指的地震規模是用來描述地震大小的尺度。我國使用芮氏地震規模(Richter magnitude scale),亦稱為近震規模(local magnitude,ML),是在1935年為了研究美國加州地區發生的地震而制定,使用伍德-安德森扭力式地震儀(Wood-Anderson torsion seismometer)來測量,由觀測點處地震儀所記錄到的地震波最大振幅的常用對數演算而來。以沒有單位的實數(如6.5)表示。
由於當初設計芮氏地震規模時所使用的伍德-安德森扭力式地震儀的限制,當芮氏地震規模大於某數值(約7.5)以上時會有「飽和」現象,也就是計算出來的所有地震規模值都趨近相同。此外,觀測點距離震央超過約600公里以上時,芮氏地震規模的計算會產生極大誤差而不適用。於是地震學家發展出表面波規模(surface waves magnitude,Ms)和體波規模(body waves magnitude,mb)來描述較遠距離的地震規模值,以地震波中特定波相的最大振幅來計算,但是這兩種計算規模的方法,對於大型地震也會有飽和的問題。
到了21世紀初,地震學者採用更能直接反應地震破裂過程物理特性(如地層錯動的大小和地震的能量等)的表示方法即地震矩規模(Moment magnitude scale,Mw)來描述地震大小。其計算公式為:
Mw = (2/3)(log10M0)-6
其中M0為地震矩,是地震學家用來表示地震所釋放出之能量的數量,定義為:
M0 = μDS,
‧μ為斷層物質之剛性係數(rigidity 或 shear modulus)。
‧D為斷層之平均滑動量(位移)。
‧S為斷層面積。
地震矩規模的優點在於它不會發生飽和現象。亦即,大於某規模的所有地震之數值都相同的情況將不會發生。另外,此地震矩規模與震源的物理特性有較直接的聯繫。因此,地震矩規模已經取代芮氏地震規模成為全球地震學家估算大規模地震時最常用的尺度。美國地質調查所(U.S. Geological Survey,USGS)監測全球地震活動並發布地震消息,對於規模大於 3.5的地震幾乎都已經使用地震矩規模來描述地震大小。
對同一個地震而言,芮氏地震規模與地震矩規模的計算各有其獨特的理論根據與適用範圍,雖然所得的規模數值不盡相同,但是回推到地震本身所釋放能量的大小卻是相似的,就像1.78公尺和178公分,雖然數值不同但都是描述身高的尺度。以下列出近幾年來台灣地區較大地震,我國所發布的芮氏地震規模值與美國地質調查所發布地震矩規模的參照表:
時間
芮氏地震規模
地震矩規模(USGS)
1999/09/21 01:47 集集大地震
7.3
7.7
2002/03/31 14:52 花蓮地震
6.8
7.1
2003/12/10 12:38 成功地震
6.6
6.8
2005/03/06 03:06 宜蘭地震
5.9
5.8


http://scman.cwb.gov.tw/eqv5/eq100/100/026.HTM eq100-all.pdf (2.21 MB, 下載次數: 0)
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