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测定地震震级 不同机构缘何结果不同

科技日报 2019-06-27 09:23:56

据日本气象厅消息,当地时间6月24日上午9时11分左右,千叶县南部、东京23区、神奈川县等地发生了日本标准震度4的地震,震中在千叶县东南部近海,震源深度60千米,推定为里氏5.5级。

记者注意到,地震发生后,关于地震震级,不同地震机构往往给出不同的测定结果。

早些时候日本本州西岸近海地震后,中国地震台网发布信息:地震为6.5级;有媒体在报道中援引日本当地数据,地震为6.7级。

记者查阅资料后发现,类似情况并不鲜见。不同国家、机构所报道的震级不一致现象并不鲜见,比如2001年我国昆仑山口西地震,中国的测定结果是面波震级8.2,而美国的测定结果是面波震级8.0。

为什么不同地震机构对同一地震震级测定结果会有差别?

自然资源部海啸预警中心海啸地震监测首席徐志国解释,震级是表征地震强弱的度量,与地震发生时刻和震中一起被称为地震三要素。明确震级的计算过程不像“距离=速度×时间”那样严格,本质上它是经验公式,是通过很多地震实例求解的最佳拟合公式。即使如今矩震级有了明确的物理意义,但在利用地震波反演求解地震震源参数过程中,也存在多解性和不确定性。换个角度说,没必要过于苛求震级的严格统一。

产生差别的另一个原因,是不同的国家、机构所利用的台站资料存在差别,从而影响震级测定结果。

徐志国告诉科技日报记者,由于台站的台基、所用仪器不同,震级相差一二级都有可能。此外,由于地震产生的地震波辐射具有方向性,处于不同方位、震中距的地震台站测得的震级也会有较大差别。

震级测定的普遍方法是对不同方位、不同震中距的大量台站测定结果进行算术平均。

徐志国以东日本大地震为例,我国使用的是中国地震台网,它们全都分布在日本西侧,震中距范围有限,仅集中在某个范围;美国利用的是全球地震台网(GSN),它们分布在全球各地,覆盖得更合理、均匀,高质量的台站数据越多,测定的结果越准确。因此理论上全球地震台网测定的震级相对更加准确。

地震发生后,所有人都希望快速了解地震概况,因此各机构抢在第一时间向政府和公众报告。

在徐志国看来,因为时效性要求高,最初利用的台站数量往往有限。随着研究工作的深入,更多台站加入到震级计算工作中,台站分布也变得更均匀、合理,研究人员也有更充裕的时间去挑选更高质量的地震波,进行更细致的计算,震级的测定也因此随时间的推移而不断修正,正因如此,同一地震机构对同一地震震级测定也会有多个结果。

“一般修正过程会持续半年、甚至一年,直到全球的资料汇集后测定,才算最终结果。”徐志国说。

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