什么是地震强度和烈度？

    　　文/猛犸

　　当前对于地震强度的表述方法，主要有两类：震级和烈度。

　　震级是表示地震本身大小的量度指标，目前比较常用的是里氏震级和矩震级。

　　什么是里氏震级？

　　里氏震级是由美国的查尔斯·弗兰西斯·里克特和本诺·古登堡在1935年提出的一种震级标度，以发生地震时产生的水平位移作为判断标准。也就是说，在三种地震波（纵波，横波，面波）中，对地表破坏性最大的面波作为主要判断依据。在里氏震级的定义中，对一个100公里外发生的地震，如果伍德·安德森地震仪记录到地震波的最大振幅为1厘米，则震级为4。

　　里氏震级是怎样划分的？

　　根据里氏震级的定义，在震中100公里外，地震仪监测到最大振幅为1微米（千分之一毫米）的地震波，地震便是0级；10微米的地震是1级地震，1毫米的地震就是3级地震。以此类推，里氏震级每上升1级，地震仪记录的地震波振幅增大10倍。

　　里克特为了让震级更具有通用性，尝试使用地震释放出的能量而不是振幅来修订震级的定义毕竟人们希望用更为直观的概念来描述地震的强度，而地震能量意味着地震造成的损失。

　　大地震的能量有多强？

　　随地震波而来是地底积蓄已久的能量。因为里氏震级并不像摄氏度这样是等分性的指标（即里氏震级不是线性单位而是对数单位），因此每两级地震所释放的能量也相差巨大。根据里克特在1953年提出的公式计算，每一级地震释放的能量都是次一级地震的31.7倍。这意味着，里氏震级每高出0.1级，就会多释放出0.412倍的能量。举例来说，7.9级地震释放的能量是7.8级地震的1.412倍。

　　一般认为，8级地震将会释放4200000000000000000（4.2乘以10的18次方）焦耳的能量，这相当于十亿吨TNT炸药爆炸的能量。按照到目前为止人类投入战争的最大当量的长崎原子弹来计算的话，相当于同时爆炸了47600颗以上。

　　需要说明的是，地震波传递的能量并不是地震释放出的所有能量，正如最强的一阵风并不是整个风暴全部能量一样。

　　怎样直观判断地震大概震级？

　　一般来说，我们把地震按强烈程度分为超微震、弱震、有感地震、中强震、强震和大地震六类。

　　超微震：一般将小于1级的地震称为超微震，人们察觉不到。

　　弱震：大于、等于1级，小于3级的称为弱震或微震。如果震源不是很浅，这种地震人们一般也不易觉察，只有地震监测机构的地震仪上才能记录下来。

　　有感地震：大于、等于3级，小于4.5级的称为有感地震。这种地震人们能够感觉到，但一般不会造成破坏。

　　中强震：大于、等于4.5级，小于6级的称为中强震。中强震是可造成破坏的地震。

　　强震：大于、等于6级，小于7级的称为强震，是可造成较大破坏的地震。

　　大地震：大于、等于7级的地震，其中8级以及8级以上的称为巨大地震，会造成严重的破坏。

　　什么是矩震级？

　　因为里氏震级是一个指数单位，在地震强到一定程度的时候，将不会更精确地反应地震强度和震级之间的对应关系，也就是出现了所谓的“震级饱和”问题。实际上，8.2级以上的地震就存在这样的问题了。于是，从反映地震断层错动角度出发，人们提出了一种新的震级标度：矩震级。这是对断层错动引起的地震强度的直接测量，对于特大地震只能用矩震级来进行衡量了。目前，里氏震级和矩震级往往相结合使用。希望我们没有机会只能用矩震级来衡量某次地震的强度。

　　好像还有个地震烈度？

　　是的。地震对地表和建筑物等破坏强弱的程度，称为地震烈度。一次地震只有一个震级，但同一次地震对不同地区的破坏程度不同，地震烈度也不一样。一般来说，越远则烈度越小。这就像是在一枚炮弹爆炸时，离它的距离不同，受到的影响也不同。

　　影响烈度的因素有震级、距震源的远近、地面状况和地层构造等。一次地震只有一个震级，而在不同的地方会表现出不同的烈度。烈度一般分为12度，它是根据人们的感觉和地震时地表产生的变动，还有对建筑物的影响来确定的。我国1976年7月发生的唐山大地震，震中烈度达到了11度；天津市地震烈度为8度；而到了北京市，烈度已经降到6度了。

　　一般情况下仅就烈度和震源、震级间的关系来说，震级越大、震源越浅，烈度也越大。

　　地震烈度是如何划分的？

　　我国把烈度划分为12度，采用罗马数字表示。不同烈度的地震，其影响和破坏力大有区别。

　　I度：无感仅仪器能记录到；

　　II度：微有感个别敏感的人在完全静止中有感；

　　III度：少有感室内少数人在静止中有感，悬挂物轻微摆动；

　　IV度：多有感室内大多数人，室外少数人有感，悬挂物摆动，不稳器皿作响；

　　V度：惊醒室外大多数人有感，家畜不宁，门窗作响，墙壁表面出现裂纹；

　　VI度：惊慌人站立不稳，家畜外逃，器皿翻落，简陋棚舍损坏，陡坎滑坡；

　　VII度：房屋损坏房屋轻微损坏，牌坊、烟囱损坏，地表出现裂缝及喷沙冒水；

　　VIII度：建筑物破坏房屋多有损坏，少数破坏路基塌方，地下管道破裂；

　　IX度：建筑物普遍破坏房屋大多数破坏，少数倾倒，牌坊、烟囱等崩塌，铁轨弯曲；

　　X度：建筑物普遍摧毁房屋倾倒，道路毁坏，山石大量崩塌，水面大浪扑岸；

　　XI度：毁灭房屋大量倒塌，路基堤岸大段崩毁，地表产生很大变化；

　　XII度：山川易景一切建筑物普遍毁坏，地形剧烈变化动植物遭毁灭；

　　早期的烈度表完全以地震造成的宏观后果为依据来划分烈度等级。但宏观烈度表不论制订得如何完善，终究用的是定性的判据，不能排除观察者的主观因素。为此人们一直在寻找一种物理标准来评定烈度，这种物理标准既要同震害现象密切相关，又要便于用仪器测定。首先被研究的物理量是地震时的地面加速度峰值。因为一般认为地震引起的破坏是地震惯性的力量造成的，而这种力量（不可称作惯性力）又决定于地面加速度。这样就给烈度的每一等级附加上地面加速度峰值。结果表明，烈度每增加一度，加速度大约增加一倍。后来加入烈度表的物理量还有地面速度峰值。中国现行的烈度表已经加入了加速度和速度两项物理量数据。