地震概论第三章优秀课件

地震概论第三章
第3章 地震仪及基本参数的测定
3.1张衡的候风地动仪(Seismoscope)
3.2现代地震仪(Seismometer)
意大利地质学家帕尔米里于1856年制造 的电磁地震记录仪
它已能记录地震到达当地的时间
现代地震仪
现代化的野外地震仪
地震图(Seismograms)
P波在地表反射一次或两次后分别 为PP和PPP波，如在最后一次反 射后 转换为S波，则得到PS和PPS 波，S波在地表反射可产生SS和 SSS波。 记录中最明显的是通过 大洋路径传播过来的瑞利波
3.3地震台与全球地震观测台网
3.3.1地震台
北京国家地球观象台（简称北京台）的前身是鹫峰 地震台．鹫峰地震台是我国自己创建的最早的地震 台，１９３０年开始记录，１９３７年因日军大举 侵略中国而被迫停止运行．１９５５年，地震台改 建在北京西郊白家疃，１９５７年恢复地震观测， 同时增加地磁观测项目．１９８２年年底在台站南 侧约２千米处修建了长２０２米的大型山洞，为开 展高灵敏度地球物理观测和仪器研制、运行试验提 供了良好的环境．１９８３年５月北京台被国家地 震局（现中国地震局）确定为中美合作中国数字地 震台网（ＣＤＳＮ)的示范性数字地震观站
波形上取得。由于一般振幅随着距离增 大而减少，里克特选择距震中100千米的 距离为标准。
按着这个定义，对一 个100千米外的地震， 如果伍德-安德森地震 仪记录到1厘米的峰值 波振幅（即1‰毫米的 10000倍）,则震级4。
震级本身没有任何上下限（虽然地震大 小有上限）。自本世纪有了地震仪以后 所记录到的地震仅有几次震级达到8.5级 以上（下页图）。例如，1964年3月27日 在阿拉斯加威廉王子海湾的大地震的里 氏震级约为8.6。另一方面，小断层的滑 动可能产生小于零震级的地震（即负 值）。在局部地区记录的非常灵敏的地 震仪可探测到小于-2.0级的地震。这种地 震释放的能量大约相当于一块砖头从桌 子上掉到地面的能量。
最简单的方法是通过直接 的三角测量发现震中的位置。 根据从其他地区地震或者爆 破研究收集的时间资料，可 以画出曲线来显示P波或S波 从震源传播不同距离所需的 平均时间。这些地震传播时 间曲线（时-距曲线）是确定 地震仪到震源距离的最基本 工具。
• 设想3座地震观测台，每一座观测台记录到的是
同一个地震，而且各台位于震源的不同方向上。 这3座台站的观测人员能够读到P波抵达时间，有 时也读到S波的抵达时间。因为P波传播速度比S 波传播速度大约快2倍，所以这两种波传播得越 远，它们的波前分离间隔就越宽。如果有了P波 和S波抵达的时间，从这两种波型的抵达某台时
3.4地震的全球分布
1977年1月至1986年12月记录到的全球地震震中分布 ,圆圈、 方框、三角分别表示震源深度为0～70千米，70～200千米
及200千米以下
3.5地震定位以及地震大小的确定
3.5.1地震定位 地震波最初从地球内的一点发出，
这点就是震源，位于地球表面的恰又位 于震源之上那点称为震中。地震学家们 在建立观测台站之后的第一件任务就是 找一种方法精确地确定震中。如果可能 的话，也确定每次记录到的地震的震源。
根据上面S波与P波的时间差值估算出下列震中距离。
据P波与S波的时间差值 估算震中距离
台站
S-P/秒 震中距离/千米
BKS
21.0
190
JAS
20.4
188
MIN
12.9
105
3.5.2 地震大小的确定
地震学家们发明了许多简单的方法从地震记录上 确定地震的大小。观测台站所用衡量地震大小 的最普通单位是地震震级。在1935年查尔斯·里 克特（Charles Richter）（下图）在加州理工学 院发明了相对的方法测量地震，和达也曾经用 类似的方法确定日本地震的大小。里克特提出 按照地震仪器探测到的地震波的振幅将地震分 级。这种分级系统最初只用于衡量南加州当地 的地震，现在全世界地震的研究都使用这种分 级系统。
＊地震图也被称为地震记录
第一个远震 记录：
在德国Potsdam 记录到的日本发 生的地震
1906年旧金山地震记录
1906年旧金山地震时，加利福尼亚大学里 克观测台尤因地震仪 在旋转圆盘上记录了地
面南北方向和东西方向上的地震波动
1983-4-3哥斯达黎加地震在德 国贝尔恩台记录的运动垂直分量
3.3.2 全球地震台网GSN (Global Seismic Network)
• 由128个超 宽频带数字 式观测台组 成
• 为研究地球 构造与地震 而设立的极 高质量的标 准地震台
计算机模拟1977年3月9日日本海5.9级深 源地震的震动 .在德国埃连根可能记录到 的垂直分量地震图
间间隔将可以直接求得震源到该记录台的距离。 然后，画3个圆，每个圆以一座地震台为圆心， 半径是计算得到的距离（震中距）。这3个圆将 相交于，至少是近似的相交于所要求的震中。
P波、S波到达台站时间
P波
S波
台 时 分 秒时 分 秒 站
BKS 15 JAS 15 MIN 15
46 04.5 15 46 25.5 46 07.6 15 46 28.0 45 54.2 15 46 07.1
因为地震的大小变化范围很大，所以用
对数来压缩测量到的地震波振幅是很方 便的。精确的定义是：里氏震级ML是最 大地震波振幅以10为底的对数。一种被 称之为伍德-安德森（Wood-Anderson） 的特殊地震仪记录到的振幅测量精度达 到1‰毫米。里克特没有指定特殊的波型， 因此最大振幅可以从有最高振幅的任何
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3.6强震加速度及加速度计
• 近震、强震记录的需要 • 工程地震的需要 • 地震信息的完整
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