高考地理備考專家數(shù)據(jù)庫

在地震后的幾分鐘之內(nèi)，我們就能通過各種媒體得知地震的震級以及位置、震源深度等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)都是從哪里來的？為什么不同的機(jī)構(gòu)得到的數(shù)據(jù)會有不同？

地震波——來自地下的信使

當(dāng)一個地震發(fā)生后，人們最迫切想知道的就是它發(fā)生的位置和大小，這也是指導(dǎo)隨后救災(zāi)行動的重要數(shù)據(jù)。大地劇烈地顫動，顫動的原因就是地震波，它不僅帶來的巨大的破壞，也帶來了地震的信息。我們用地震儀記錄下來地震波的樣式，通過一系列的處理，就能知道地震的位置和大小。

地震波有好幾種類型，分別為P波、S波和面波，分別有不同的速度。其中P波最快，S波次之，面波最慢。地震可以同時激發(fā)P波和S波，但由于二者速度不同，到達(dá)某一個地震臺的時間也就不同，P波先到達(dá)，而S波后到達(dá)。P波和S波在地殼中傳播速度是已知的，二者到達(dá)地震臺的時間之差也可以測量得到，通過比對地震走時曲線就能得到臺站和震中的距離，那么地震肯定發(fā)生在以臺站為中心、距離為半徑的圓上。三個臺站記錄到地震波以后，就可以在地圖上畫三個圓，三個圓的交點就是地震發(fā)生的位置了。

震源深度也是根據(jù)地震波的時差確定的。我們知道，波在兩種不同介質(zhì)的界面會發(fā)生反射或折射，其路徑就會改變。以P波為例，地震激發(fā)的P波向著四面八方傳播，一部分就會很快到達(dá)地表，發(fā)生反射再次進(jìn)入地下，稱為反射波。另外一部分一直在地下傳播，稱為直達(dá)波。由于地球的密度從地表到深處是逐漸升高的，會導(dǎo)致地震波折射，行走的路徑發(fā)生彎曲。最終反射波和直達(dá)波都會到達(dá)同一個臺站并被記錄下。但是，由于二者的路徑不同，到達(dá)臺站的時間也不相同，直達(dá)波先到達(dá)，反射波后到達(dá)。根據(jù)時間差，通過計算，就可以知道地震發(fā)生的深度了。

需要說明的是，在實際地震定位，尤其是精確定位的過程中，并不是簡單地測量時差或比對圖表，更牽涉到大量的模擬計算，要用到很多個臺站的地震波數(shù)據(jù)，當(dāng)然也少不了人的經(jīng)驗。

震級測量方法有幾種

在2013年的蘆山地震后，中國地震臺網(wǎng)最終公布的震級是7.0級，而美國地質(zhì)調(diào)查局公布的震級是6.6級。這就讓很多人感到疑惑，為什么中國和美國的震級相差了0.4級？要解答這些疑問，就得從震級類型和測量方法說起了。

目前震級有很多種，比較常見的有近震震級、體波震級、面波震級以及矩震級等。

面波震級的測定方法是直接測量地震波。地震臺站的儀器在地震以后可以迅速記錄下地震波，其形態(tài)就是一段連續(xù)的線，呈高高低低的鋸齒狀。一般這條曲線沿中軸線大致對稱，我們把偏離中軸線的最大值稱為振幅，它能夠反映地震的強(qiáng)度。通過測量振幅的大小，并用公式計算，得到地震的震級。體波震級、近震震級的計算方法類似。

而矩震級則是通過對地震波進(jìn)行擬合得到震級的大小。簡單來說，就是在實驗室內(nèi)對地震儀記錄到的地震波進(jìn)行模擬計算，得到發(fā)生地震的斷層的長度、斷層面的面積以及平均滑動距離等，計算得到地震矩，進(jìn)而就知道地震震級了。

地震激發(fā)的地震波可以看作是從震源向周圍逐步擴(kuò)散的，距離震中越近的臺站越早記錄到地震，通過計算得到近震震級或體波震級，就可以知道地震的震級和位置。但這種方法得到的震級有一個缺點，當(dāng)?shù)卣鸫笥?級時，會有明顯的“飽和”，就是測量值比實際值要小。這就需要其他方法測定了，比如面波震級，就會準(zhǔn)確不少，不過它需要的臺站就稍多，時間較長。當(dāng)震級達(dá)到8.5級左右的時候，面波震級也飽和了，這時候矩震級就是最合適的震級了。矩震級的缺點是計算量大，時間較長，半小時到數(shù)小時不等，面波震級只需要幾分鐘就可以。

我國對外公布的震級主要是面波震級，而國外的地震監(jiān)測機(jī)構(gòu)公布的震級大都是矩震級。對于蘆山地震，中國地震臺網(wǎng)公布是面波震級，7.0級，而美國地質(zhì)調(diào)查局公布是矩震級，6.6級。其實，美國地質(zhì)調(diào)查局測定的蘆山地震的面波震級是6.9級，和中國地震臺網(wǎng)的測定值差別不大。

一個地震真的需要這么多測量方法嗎？答案是需要的。各種震級其實是從不同側(cè)面來描述地震。矩震級是一個描述絕對地震大小的力學(xué)量，不存在飽和現(xiàn)象，對大小地震都合適。而面波震級是直接通過測量地震波的振幅來計算，表述了地震導(dǎo)致的地面運動的特征。

不斷變動修訂的震級

還以2013年的蘆山地震為例，中國地震臺網(wǎng)第一次公布的震級是5.9級，隨后更改為7.0級，那么，震級為什么會變化呢？ 

對于一個地震，中國地震臺網(wǎng)要通過微博發(fā)布兩次。第一次是速報，即地震以后一到數(shù)分鐘內(nèi)發(fā)布的自動結(jié)果，沒有人的參與，從地震波數(shù)據(jù)記錄、震級計算到發(fā)布全程由計算機(jī)自動完成。隨后在人的干預(yù)下完成第二次計算，發(fā)布正式結(jié)果，此后的報道就以正式結(jié)果為準(zhǔn)。而美國地質(zhì)調(diào)查局震級修改的次數(shù)要更多，主要是因為他們會依次發(fā)布多種震級，比如近震震級、體波震級、面波震級，最后是矩震級，矩震級也可能會多次修改。

比如前不久發(fā)生的日本小笠原群島地震，美國初始測定震級是8.5級，隨后修改為7.8級。而4月25日的尼泊爾地震，美國最初發(fā)布震級7.5級，隨后修改為矩震級7.9級，又修改為矩震級7.8級；由于發(fā)生在國外，中國地震臺網(wǎng)只發(fā)布了最終測定結(jié)果，面波震級8.1級。2008年的汶川地震，中國地震臺網(wǎng)對外發(fā)布的震級也經(jīng)歷了7.6級、7.8級和8.0級的變化，美國地質(zhì)調(diào)查局也做了了7.5級、7.8級和7.9級的多次更改。

地震震級修改的原因有很多，除了上面提到的地震波傳播規(guī)律的變化外，還有資料豐富程度和處理時間的影響。要比較準(zhǔn)確地測定出地震的震級，肯定是用到的資料越多越好。但地震剛發(fā)生時，由于地震波傳播范圍有限，記錄的臺站也就有限，利用有限的資料測定的震級不確定性肯定較大。隨著越來越多的臺站記錄到地震波，地震學(xué)家就能從中挑出高質(zhì)量的數(shù)據(jù)計算出震級，就要對原來的震級做出修訂了。有時候這個周期可能會比較長，比如日本在“3.11”大地震5天后，才最終修訂震級為矩震級9.0級。