消失的“里氏震級”
近日山東省的地震引起了廣泛關(guān)注,全國多地震感明顯。許多受影響人群紛紛發(fā)聲、主流媒體也都進(jìn)行了相關(guān)報道。

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地震發(fā)生后,人們首先關(guān)注的問題之一就是“這次地震有多大?”而其大小則進(jìn)一步依據(jù)“級”來具象,對過往地震報道有印象的朋友們對于“里氏”、“里氏震級”一定不會陌生。

可這“里氏”似乎時有時無,難道僅僅是為了簡短而省略了嗎?在回答這個問題之前,我們先得了解,什么是“里氏震級”?

Charles?Francis?Richter,1900—1985
美國南加州位于地震帶上,地震頻發(fā),而沒有固定標(biāo)準(zhǔn)的地震測量給相關(guān)的工作帶來了很多麻煩。
為了分別當(dāng)時加州地區(qū)發(fā)生的大量小規(guī)模地震和少量大規(guī)模地震,1935年里克特從天文學(xué)中表示天體亮度的“星等”獲得靈感,提出了震級的概念,發(fā)明了測量地震大小的方法,第一次把地震大小變成了可測量、可相互比較的量,為地震學(xué)的定量化發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

當(dāng)初設(shè)計里氏地震震級時所使用的伍德-安德森扭力式地震儀
里氏震級定義在距離震中100千米處之觀測點(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高精度)的地震作為里氏0級地震,如果距震中100千米處的伍德-安德森扭力式地震儀測得的地震波振幅為10微米(0.01毫米)為1級,100微米(0.1毫米)為里氏2級,1000微米(1毫米)為里氏3級,10000微米(1厘米)為里氏4級,如此類推。
(所以說是負(fù)級和十級以上的地震也都是可能的)

里氏震級采用無量綱的數(shù)來表示地震的大小,簡便易行,通俗實(shí)用。為了做好震級與地震能量之間的對接,1956年古登堡和里克特給出了震級與地震能量之間的關(guān)系,這二者之間是對數(shù)關(guān)系:
lg E = 4.8+1.5M
? ? 從以上等式可得出,震級每相差1.0,釋放的能量就相差31.6227766...倍,約32倍;每相差2.0,釋放的能量則約1000倍。

其實(shí)不然,當(dāng)初設(shè)計里氏地震震級時所使用的伍德-安德森扭力式地震儀的限制,近震震級ML若大于約6.8或觀測點(diǎn)的震中距超過約600千米便不適用。
而里氏地震震級的主要缺陷在于它與震源的物理特性沒有直接的聯(lián)系,在震級7左右即會產(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)方法計算后得出的里氏地震震級(ML)數(shù)值卻一樣。
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,震級標(biāo)度已經(jīng)逐漸形成了一個完整的體系。不同震級之間的傳承關(guān)系,就像一個家族的家譜一樣,后面的震級都可以溯源到 1935 年的地方性震級 ML。
伴隨著時代的發(fā)展,傳統(tǒng)震級標(biāo)度慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代震級標(biāo)度,在目前的科學(xué)研究中,使用最廣泛的震級是與震源的物理特性直接聯(lián)系的矩震級Mw。

(劉瑞豐,2022 )
我國地震學(xué)家根據(jù)我國地震活動特點(diǎn)和地震波的衰減特性,已經(jīng)建立了適合我國實(shí)際情況的震級標(biāo)準(zhǔn)體系。在我國,地方性震 級 ML 適合表示 4.5 級以下淺源地震的大小,寬頻帶 面波震級 MS(BB) 適合表示 4.5 級以上淺源地震的大 小,短周期體波震級 mb 或?qū)掝l帶體波震級 mB(BB) 適 合表示淺源、中源和深源等不同震源深度地震的大小。
2017年5月12日,國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會發(fā)布了新修訂的強(qiáng)制性國家標(biāo)準(zhǔn)《地震震級的規(guī)定》(GB17740-2017),于2017年12月1日起正式實(shí)施。其中規(guī)定:
4.2.1地震臺網(wǎng)在發(fā)布地震速報信息是,對于及時測定地震矩M0的地震,應(yīng)優(yōu)先選自矩震級Mw作為對外發(fā)布的震級。
4.2.3對外發(fā)布的震級應(yīng)用M表示,不應(yīng)加“里氏震級”“矩震級”等附加信息。
4.2.5各級地震工作部門或機(jī)構(gòu)對外發(fā)布地震信息、進(jìn)行科普教育工作時,應(yīng)使用發(fā)布的震級M。
4.2.6電視臺、廣播電臺、報刊、雜志和網(wǎng)站等新聞媒體在發(fā)布地震信息時,應(yīng)使用發(fā)布的震級M。
而這也正是諸多報道中“里氏”的消失之謎。
·END·
寰宇幾多幽,尋道識本相。
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參考文獻(xiàn)
[1] RICHTER C F.An instrumental earthquake magnitude scale [J].Bulletin of the Seismological Society of America,1935 ,25(1):1-32.
[2] 劉瑞豐.?多種震級及其巧妙之處[J].?地震科學(xué)進(jìn)展,?2022,?52(10):?453-463.
[3] 劉 同 輝 ,王 墩 .傳 統(tǒng) 與 現(xiàn) 代 震 級 標(biāo) 度 [J].地 震 工 程 學(xué) 報 ,2023 ,45 (4):901-909.
感謝劉志坤老師為本文提出的寶貴意見。