北大地震概论——第3章 地震仪及基本参数的测定

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 S 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。
级 以 上 地 震 数 目 生 发 球 全 纪 世
本
的 8 级 变 和 化 8
现 象 震 释 放 放 能 能 量 的 与 对 比 他 其 量 释
地
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
现代地震仪
现代化的野外地震仪
地震图(Seismograms) 地震图(Seismograms)
＊地震图 地震图也被称为地震记录 地震图 地震记录
第一个远震 记录： 记录： 在德国Potsdam 在德国 记录到的日本发 生的地震
1906年旧金山地震记录 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
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 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。
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。
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
P波、S波到达台站时间 波 波到达台站时间
P 波 台 站 BKS JAS MIN 时 15 15 15 分 46 46 45 秒 04.5 07.6 54.2 时 15 15 15 S 波 分 46 46 46 秒 25.5 28.0 07.1
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
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 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
S-P/秒 台 站 BKS JAS MIN 21.0 20.4 12.9 190 188 105 震中距离/千米
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。
全球地震台网GSN 3.3.2 全球地震台网GSN (Global Seismic Network)
• 由128个超 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
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。
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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。
地震概论
第3章 地震仪 及 基本参数的测定
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) 3.1张衡的候风地动仪 张衡的候风地动仪(Seismoscope)
3.2现代地震仪(Seismometer) 3.2现代地震仪 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