1、 震级： 是指地震大小，通常用字母 M 表示。地震愈大，震级数字也愈大，目前，世界上最大的震级为 9.5 级 . 它是根据 地震波 记录测定的一个没有量纲的数值，用来在一定范围内表示各个地震的相对大小（强度）。震级与 地震烈度 的概念根本不同。震级代表地震本身 的强弱，只同 震源 发出的地震波能量有关； 烈度 则表示同一次地震在地震波及的各个地点所造成的影响的程度，与震源深度、 震 中距 、方位角、 地质构造 以及土壤性质等许多因素有关。 几种常见的震级标度 地震发生后，人们首先关心的问题是：这是多大的地震？ 如果回到几百年前，我们肯定得不到像 “ 级地震 ” 的类似答案，而是一系列关于地震破
2、坏的宏观描述，犹如明史中记载的陕西华县地震： “ 地裂泉涌，中有鱼物，或城郭房陷入地中 官吏、军民压死八十三万有奇 ” 。也就是说，那个时候，我们只能根据地震的破坏程度 烈度来估计地震的大小。烈度不仅受人的主观影响，还与震区的地质、建筑条件等因素有关，因此，烈度并不能定量地度量地震大小。 1935 年，查尔斯 里克特在研究美国南加州地震时，发明了一种定量测量地震大小的方法。他规定在震中距为 100km 的地方，如果 “ 标准地震仪 ”（ 伍德 安德森地震仪，周期是 0.8s，放大倍数为 2080）记录到的地震波最大振幅是 1 微米（注：仪器上记录到 1 微米对应的实际地动位移是1/2080=0
3、.00048 微米），震级为 0；如果振幅是 x 微米，震级为其对数。当然，当振幅是 0.1 微米时，震级为 lg0.1=-1，相当于小锤子敲打地面产生的震级。实际上，绝大多数地震仪不会恰好都摆在 100km 震中距的地方，此时就要根据震中距对应的量规函数来校正数值。里克特提出的这种震级标度被后人称为里氏震级 ML，也叫地方性震级，主要适用于 6 级以下的中小地震，这里的 L表示 local（地方性）的意思。 里氏震级的出现，第一次把地震大小变成了可测量、可相互比较的量，为地震学的定量化发展奠定了基础。时至今日，伍德 安德森地震仪早已绝迹，成为博物馆的陈列品。但人们为了保持地震记录的对比和延续
4、性，很多小地震仍会通过仪器的模拟仿真，计算出里氏震级。 伍德 安德森地震仪是一种短周期地震仪（周期为 0.8s），它可以较好地记录短周期地震波。但地震波在传播过程中，由于高频地震波（即短周期波）的衰减速度要远远大于低频地震波，当地震仪距离震中较远时，这种地震仪的记录能力变得有限。 1945 年，地震 学家古登堡发明了面波震级 Ms， Ms可以远距离记录地震，这就弥补了里氏震级的不足。其中， s 表示 surface wave（面波），它是根据周期约为 20s 的面波大小确定的地震震级。 面波震级也存在问题，当地震的震源深度较深的时候，激发的面波不显著。所以，古登堡还发明了体波震级 mb， b
5、表示 body wave（体波），它是根据地震波的体波（通常是 P 波）的大小确定的地震震级。几乎所有的地震，无论距离远近、震源深度，还包括核爆炸，都可以在地震图上较清楚地识别P波，因此 mb 具有广泛的应用，美国地质调查局（ USGS）对 外公布的很多震级就是 mb。 遗憾的是，无论是里氏震级、面波震级、还是体波震级，都存在着两个主要问题。一是这些震级与地震发生的物理过程没有直接联系，物理含义不清楚。二是通过统计分析，发现它们具有 “ 饱和 ” 现象。也就是说，当地震所释放的能量增大的时候，震级却不再增大（见图），因此面对大地震时，采用这些震级标度会低估地震的能量。 【矩震级（ Mw）与里氏
6、震级（ ML）、面波震级（ Ms）及体波震级（ mb）的关系】 1979 年，日本的金森博雄提出了矩震级 Mw 的概念。矩震级的计算公式中用到了地震矩 M0，地震矩具有严格的物理意义，其中 M0=uAD（ u 是剪切模量， A 是破裂面的面积， D 是地震破裂的平均位错量）。从公式看，地震破裂面面积越大，位错量越大，释放的能量也就越多。正因为如此，矩震级不会像其他震级一样存在饱和问题。比如 1960 年智利大地震，测定的矩震级Mw=9.5，而面波震级已经饱和，仅为 8.5。 目前，矩震级已成为世界上大 多数地震台网和地震观测机构优先推荐使用的震级标度。不过，由于世界各国有各自的震级研究历史和计
7、算公式，各国对外公布的震级标度还未统一。我国对外公布的震级大多是面波震级而不是矩震级。比如这次日本大地震，中国公布的是面波震级 8.6 级，美国公布的是矩震级 9.0 级。 震级强弱 里氏震级 根据地震波记录测定的一个没有量纲的数值，用来在一定范围内表示各个地震的相对大小（强度）。震级与地震烈度的概念根本不同。震级代表地震本身的强弱，只同震源发出的地震波能量有关；烈度则表示同一次地震在地震波及的各个地点所造成的影响的程度，与 震源深度 、震中距、方位角、地质 构造以及土壤性质等许多因素有关。 地球上的地震有强有弱。用来衡量地震强度大小的 尺子 有两把，一把叫地震震级 ；另一把叫地震烈度。举个例
8、子来说，地震震级好象不同瓦数的日光灯，瓦数越高能量越大，震级越高。烈度好象屋子里受光亮 的程度，对同一盏日光灯来说，距离日光灯的远近不同，各处受光的照射也不同，所以各地的烈度也不一样。 地震震级是衡量地震大小的一种度量。每一次地震只有一个震级。它是根据地震时 释放能量的多少来划分的，震级可以通过 地震仪器 的记录计算出来，震级越高，释放的能量也越多。 中国 使用的的震级标准是国际通用震级标准，叫 “ 里氏震级 ” 。 分类 地震按震级大小的分类情况： 唐山大地震 弱 震：震级小于 3 级的地震； 有感地震 ：震级等于或大于 3 级、小于或等于 5 级的地震； 中 强 震：震级大于 5 级，小于
9、 6 级的地震； 强 震 ：震级等于或大于 6 级的地震。其中震级大于或等于 8 级的又称为巨大地震。 目前国际上使用的地震震级 里克特级数，是由 美国地震 学家里克特所制定，它的范围在 1 10 级之间。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。 震级与能量 假定第 1 级地震所释放的能量为 1，第 2 级应为 31.62，第 3 级应为 1000，依此类推，第 7级为 10 亿，第 8 级为 316.2 亿，第 9 级则为 10000 亿。由于里氏地震规模是常用对数，因此在估算能量的时候，里氏震级每增加一，释放的能量大约增加 32 倍。 下表列出的是
10、不同级别的地震释放的能量相当于的 TNT 当量： 里氏震级 大致相应的 TNT当量 实例 0.5 6kg 手榴弹 爆炸 1.0 30kg 建筑爆破 1.5 180kg 二战期间常规炸弹 2.0 1 吨 二战期间常规 炸弹 2.5 6 吨 二战期间的 “Cookie“ 巨型炸弹 3.0 30吨 2003年大型燃料空气炸弹（ MOAB） 3.5 180吨 1986年前苏联切尔诺贝利核事故 4.0 1 千吨 小型原子弹 4.5 0.6万吨 常见的 龙卷风 5.0 3.3万吨 美国在二战结束前在日本 广岛 、 长崎 投放的原子弹（投放后日本无条件投降） 5.5 20万吨 1992年美国 内华达州 Li
11、ttle Skull Mtn.地震 6.0 100万吨 1994年美国内华达州 Double Spring Flat 地震 6.5 600万吨 1994年 Northridge 地震 7.0 3400万吨 目前最大型的 原子弹 （注：前苏联曾试爆 5000万吨级别的氢弹） 7.5 1.9亿吨 1992年美国加利福尼亚 Landers 地震 8.0 11亿吨 1976年中国唐山大地震 (7.8级 )、 2008 年中国汶川大地震 (8.0级 -2008 年 5月 18 日修订 ) 8.5 62亿吨 1964年美国阿拉斯加 安克雷奇耶稣受难日地震 9.0 350亿吨 1960年智利大地震（ 9.5级，为人类观测史上最强震级）、 2004 年印度洋大地震（ 9.0级）、 2011年日本大地震（ 9.0级）。以上三次强震均引发了巨大海啸，造成重大人员伤亡和财产损失 10.0 1 兆吨（ 1 万亿吨） 约相当于一个直径约为 100千米的石质陨石以秒速 25 千米撞击地球时所产生的地震。
