Что определяет шкала рихтера
Шкала Рихтера
Магниту́да землетрясе́ния — величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн. Первоначальная шкала магнитуды была предложена Рихтером в 1935, поэтому в обиходе значение магнитуды ошибочно называют шкалой Рихтера.
Содержание
Распространённые заблуждения
Шкала Рихтера
Эта шкала имела несколько существенных недостатков:
В течение следующих нескольких десятков лет шкала Рихтера уточнялась и приводилась в соответствие с новыми наблюдениями. Сейчас существует несколько производных шкал, самыми важными из которых являются:
Магнитуда объёмных волн
где A — амплитуда колебаний земли (в микрометрах), T — период волны (в секундах), и Q — поправка, зависящая от расстояния до эпицентра D и глубины очага землетрясения h.
Магнитуда поверхностных волн
Эти шкалы плохо работают для самых крупных землетрясений — при 
наступает насыщение.
Сейсмический момент и шкала Канамори
В 1977 Канамори предложил принципиально иную оценку интенсивности землетрясений, основанную на понятии сейсмического момента.
Сейсмический момент землетрясения определяется как 
, где
Таким образом, в единицах СИ сейсмический момент имеет размерность Па × м² × м = Н × м.
Магнитуда по Канамори определяется как
, где M0 — сейсмический момент, выраженный в Н × м.
Шкала Канамори хорошо согласуется с более ранними шкалами при 3 и лучше подходит для оценки крупных землетрясений.
Энергия землетрясения
В каком-то смысле различные способы измерения магнитуды землетрясений являются приближениями к «идеальной» энергетической шкале:
где E — энергия землетрясения в джоулях.
Сейсмическая энергия, выделяемая при ядерном взрыве мощностью 1 мегатонна, эквивалентна землетрясению с магнитудой около 6,0. Стоит заметить, что только небольшая часть энергии взрыва преобразуется в сейсмические колебания.
Частота землетрясений разной магнитуды
За год на Земле происходит примерно
Сильнейшее зарегистрированное землетрясение произошло в Чили в 1960 — по более поздним оценкам, магнитуда Канамори составляла 9,5. Считается, что землетрясения на Земле не могут иметь магнитуду существенно выше 9,5, поскольку горные породы не могут накопить больше энергии без разрушения. Сейсмические события с большей энергией могут быть вызваны ударом метеорита.
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Шкала Рихтера» в других словарях:
ШКАЛА РИХТЕРА — ШКАЛА РИХТЕРА, классификация силы землетрясений, созданная и представленная в 1935 г. американским геологом Чарльзом Рихтером (1900 1985). Шкала основана на принципе логарифма: каждое деление увеличивается в 10 раз, и его основанием является… … Научно-технический энциклопедический словарь
шкала Рихтера — Шкала, градуированная в арабских цифрах от 0 до 10, используемая для измерения силы землетрясения стандартным сейсмографом в 100 км от его эпицентра … Словарь по географии
шкала Рихтера — Магнитуды землетрясения, базируется на амплитуде наиболее удалённого следа, регистрируемого сейсмографом на расстоянии 100 км от эпицентра землетрясения [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN … Справочник технического переводчика
ШКАЛА РИХТЕРА — В управлении ущербом: классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. В шкале использован логарифмический масштаб, так что каждое целое значение в масштабе указывает на… … Страхование и управление риском. Терминологический словарь
РИХТЕРА ШКАЛА — РИХТЕРА ШКАЛА, см. ШКАЛА РИХТЕРА … Научно-технический энциклопедический словарь
Шкала сейсмическая — шкала для оценки интенсивности землетрясения на поверхности Земли. Ш.с. бывает двух видов: основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях (шкала Рихтера) и оценке интенсивности проявления землетрясения на… … Словарь черезвычайных ситуаций
ШКАЛА МЕРКАЛЛИ — ШКАЛА МЕРКАЛЛИ, шкала из 12 делений, используемая для измерения силы землетрясений. Названа в честь итальянского сейсмолога Джузеппе Меркалли (1850 1914). Основывается на ущербе, причиненном в каждой точке, и изменяется от места к месту. Масштабы … Научно-технический энциклопедический словарь
Рихтера шкала — Магнитуда землетрясения величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн. Первоначальная шкала магнитуды была предложена Рихтером в 1935, поэтому в обиходе значение магнитуды ошибочно называют шкалой… … Википедия
Шкала — У этого термина существуют и другие значения, см. Шкала (значения). Шкала это знаковая система, для которой задано гомоморфное отображение, ставящее в соответствие реальным объектам тот или иной элемент шкалы. Формально шкалой называют кортеж,… … Википедия
Шкала Рихтера: что это такое и как была разработана
Шкала магнитуды землетрясений Рихтера: появление, принцип вычислений и какими приборами измеряется
Землетрясение – это стихийное бедствие, от которого страдают жители сейсмоактивных территорий Земли. Землетрясение приходит почти всегда внезапно и молниеносно разрушает целые города, проводя черту между «до» и «после».
Но даже в таком внезапном и разрушительном явлении ученые давно нашли варианты по наблюдению, вычислению и подсчетам силы подземных толчков. Шкала Рихтера, о которой мы будем сегодня говорить, как раз и является единицей измерения силы землетрясения и широко используется в сейсмологии по наши дни.
Шкала Рихтера является международной единицей измерения, которая определяет и классифицирует величины: силу и скорость сотрясений земной коры при начале сейсмической активности.
Шкала основана на измерении энергии, выделяемой перемещением коры в эпицентре. Сила землетрясения отсчитывается от энергии, то есть магнитуды землетрясения. Магнитуда землетрясения – величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн.
Стоит отметить, что магнитуда (шкала Рихтера) – это не то же самое, что интенсивность землетрясения. Последнюю высчитывают по шкалам интенсивности волн в земной поверхности.
Интенсивность землетрясения – мера величины сотрясения земной поверхности при землетрясении на охваченной им территории.
История появления шкалы Рихтера
Эта шкала была разработана в 1935 году Чарльзом Фрэнсисом Рихтером и Бено Гутенбергом в Калифорнийском технологическом институте. Первоначально она была названа как шкала ML (Magnitude Local). Ее так обозначают до сих пор: «ML» или «ML», но называют все именно «шкалой Рихтера».
При этом шкала Рихтера, разработанная Чарльзом Ф. Рихтером, не является ни инструментом, ни измерительным (линейкой со шкалой) или, по сути, каким-либо другим прибором. «Шкала» в данном случае – это математическая формула (десятичный логарифм), которая определяет величину и силу землетрясения.
С помощью шкалы Рихтера невозможно измерить величину землетрясений магнитудой более 8. Для измерения силы очень мощных землетрясений используются другие методы.
Шкалы интенсивности землетрясений в разных странах разные, к примеру:
В России это 12-балльная шкала Медведева-Шпонхойера-Карника;
В Европе применяется также 12-балльная Европейская макросейсмическая шкала;
В США – 12-балльная модифицированная шкала Меркалли;
В Японии, известной своими землетрясениями, – 7-балльная шкала Японского метеорологического агентства.
Шкала Рихтера была разработана в 1935 году американским сейсмологом Чарльзом Рихтером и его коллегой Бено Гутенбергом как способ количественной оценки величины или силы землетрясений. Рихтер, изучавший землетрясения в Калифорнии в то время, нуждался в простом способе точно выразить то, что качественно было очевидно и тогда: что одни землетрясения малы (поверхностны), а другие велики (глубоки). Но хоть это и было очевидно, доказательств тому не было.
Современные сейсмологи в первую очередь смотрят в корень проблемы – в разломы. Сегодня землетрясения и движение разломов неразрывно связаны в сознании сейсмологов – настолько, что, услышав о произошедшем землетрясении, они сразу же спрашивают о разломе, который его вызвал.
Например, землетрясение магнитудой 6,9 в 1994 году в Нортридже, которое привело к серьезным разрушениям в Лос-Анджелесе, было вызвано движением двух-четырех-метрового пласта в разломе длиной около 12 и шириной 15 километров.
Но когда Чарльз Рихтер взялся за вопрос, его внимание, напротив, было сосредоточено на самой вибрации земли, которую он мог легко отслеживать с помощью сейсмометров в Калифорнийском технологическом институте (Caltech). Для Рихтера землетрясение большой магнитуды было землетрясением лишь с сильной вибрацией Земли. Таким образом, для шкалы Рихтера нет прямой связи ни с одним из свойств первичного разлома, что вносило некую путаницу для понимания обывателями (то есть нами с вами, не связанным с сейсмологией).
Шкала Рихтера была смоделирована на основе шкалы звездных величин, используемой астрономами, которая количественно определяет объем света, испускаемого звездами (их светимость). Светимость звезды основана на телескопических наблюдениях ее яркости, которые корректируются для увеличения телескопа и расстояния звезды от Земли. Но поскольку светимость колеблется во многих десятках раз (например, Бетельгейзе в 50 000 раз ярче Альфы Центавры), астрономы вычисляют логарифм светимости, чтобы получить звездную величину: легко запоминаемое однозначное число.
Рихтер заменил измерения логарифма светимости на искомые – количество колебаний грунта, измеренные сейсмографом. Заметим, что в обоих случаях понятие силы довольно абстрактно: звездная величина – это не мера физического размера звезды (как можно было бы определить по ее диаметру), а скорее количество света, которое испускает звезда.
Сейсмическая величина – это не мера физического размера разлома землетрясения (как можно было бы количественно определить по его площади или его скольжению), а скорее величина вибрации, которую она испускает.
Аналог шкалы Рихтера определяется количеством энергии, выделяющейся от взрыва, и следующей после него сейсмической реакции волн земной коры.
Например, при землетрясении силой 2 балла выделяется количество энергии, равное 56 килограммам взрывчатого вещества. Конечно, поскольку эта энергия высвобождается на очень большой территории, мы даже ничего не чувствуем. Но когда площадь ограничена – мини-землетрясение будет ощутимым.
Также шкала Рихтера дает информацию не только о величине землетрясения, но и об энергии, выделяющейся при нем.
Разрушительная сила землетрясения пропорциональна 2/3 силы амплитуды колебания. Поэтому, когда интенсивность землетрясения увеличивается на одну единицу по шкале Рихтера, разрушительная сила землетрясения увеличивается в 10 (3/2) = 31,6 раза.
В первоначальной формулировке Рихтера землетрясение на расстоянии 100 километров, которое вызвало сигнал амплитудой в один миллиметр на бумажном регистраторе сейсмометра Калтеха, было произвольно определено как магнитуда 3 (увеличение сейсмометра Рихтера составило около 2800, поэтому один миллиметр на бумажной записи соответствует примерно 0,36 микрона фактического движения Земли). Землетрясение на том же расстоянии, которое произвело 10-миллиметровую амплитудную запись, было обозначено магнитудой 4, 100-миллиметровая амплитуда – магнитудой 5 и так далее. В дальнейшем Рихтер разработал корректирующие таблицы, которые позволяли вычислять величины независимо от фактического расстояния землетрясения от сейсмометра.
Также магнитуда может быть легко определена из измерений, сделанных сейсмометром, который не должен быть расположен особенно близко к разлому. Действительно, современные сейсмометры могут регистрировать землетрясения магнитудой 5 и выше, происходящие в любой точке мира. Недостатком шкалы Рихтера является то, что величина – это единственное число, которое не может полностью охарактеризовать сложное явление, такое как землетрясение. Землетрясения с одинаковой магнитудой могут различаться многими фундаментальными способами, в том числе направлениями колебаний и их относительной амплитудой в разные периоды во время толчков. Эти различия могут привести к землетрясениям одинаковой величины, имеющим существенно разный уровень разрушительности.
Фактически с помощью современных чувствительных сейсмографов можно идентифицировать землетрясения с отрицательным значением по шкале Рихтера.
Разрушительная сила землетрясения пропорциональна 2/3 силы амплитуды колебания. Поэтому, когда интенсивность землетрясения увеличивается на одну единицу по шкале Рихтера, разрушительная сила землетрясения увеличивается в 10 (3/2) = 31,6 раза.
Развитие теории
И, наконец, начиная с середины 1960-х годов, сейсмологи добились довольно полного понимания того, как скользящий разлом порождает колебания грунта. Важной величиной, характеризующей прочность разлома, является сейсмический момент – алгебраическое произведение площади разлома, скольжения разлома и жесткости окружающей породы.
Как говорят сейсмологи, землетрясение с большой магнитудой соответствует разлому с большим моментом, причем увеличение на единицу величины соответствует увеличению момента примерно в 30 раз. Но эта связь неточна, есть много случаев, когда небольшие сдвиги вызывают неожиданно большое землетрясение или наоборот.
Рихтера шкала
Магниту́да землетрясе́ния — величина, характеризующая энергию, выделившуюся при землетрясении в виде сейсмических волн. Первоначальная шкала магнитуды была предложена Рихтером в 1935, поэтому в обиходе значение магнитуды ошибочно называют шкалой Рихтера.
Содержание
Распространённые заблуждения
Шкала Рихтера
Эта шкала имела несколько существенных недостатков:
В течение следующих нескольких десятков лет шкала Рихтера уточнялась и приводилась в соответствие с новыми наблюдениями. Сейчас существует несколько производных шкал, самыми важными из которых являются:
Магнитуда объёмных волн
где A — амплитуда колебаний земли (в микрометрах), T — период волны (в секундах), и Q — поправка, зависящая от расстояния до эпицентра D и глубины очага землетрясения h.
Магнитуда поверхностных волн
Эти шкалы плохо работают для самых крупных землетрясений — при наступает насыщение.
Сейсмический момент и шкала Канамори
В 1977 Канамори предложил принципиально иную оценку интенсивности землетрясений, основанную на понятии сейсмического момента.
Сейсмический момент землетрясения определяется как , где
Таким образом, в единицах СИ сейсмический момент имеет размерность Па × м² × м = Н × м.
Магнитуда по Канамори определяется как
, где M0 — сейсмический момент, выраженный в Н × м.
Шкала Канамори хорошо согласуется с более ранними шкалами при 3 и лучше подходит для оценки крупных землетрясений.
Энергия землетрясения
В каком-то смысле различные способы измерения магнитуды землетрясений являются приближениями к «идеальной» энергетической шкале:
где E — энергия землетрясения в джоулях.
Сейсмическая энергия, выделяемая при ядерном взрыве мощностью 1 мегатонна, эквивалентна землетрясению с магнитудой около 6,0. Стоит заметить, что только небольшая часть энергии взрыва преобразуется в сейсмические колебания.
Частота землетрясений разной магнитуды
За год на Земле происходит примерно
Сильнейшее зарегистрированное землетрясение произошло в Чили в 1960 — по более поздним оценкам, магнитуда Канамори составляла 9,5. Считается, что землетрясения на Земле не могут иметь магнитуду существенно выше 9,5, поскольку горные породы не могут накопить больше энергии без разрушения. Сейсмические события с большей энергией могут быть вызваны ударом метеорита.
См. также
Ссылки
Полезное
Смотреть что такое «Рихтера шкала» в других словарях:
РИХТЕРА ШКАЛА — РИХТЕРА ШКАЛА, сейсмическая шкала, основанная на оценке энергии (магнитуды) сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Максимальное значение магнитуды около 9 (например, у разрушительного Камчатского землетрясения 1952 она составила 8,5) … Современная энциклопедия
Рихтера шкала — РИХТЕРА ШКАЛА, сейсмическая шкала, основанная на оценке энергии (магнитуды) сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Максимальное значение магнитуды около 9 (например, у разрушительного Камчатского землетрясения 1952 она составила 8,5) … Иллюстрированный энциклопедический словарь
РИХТЕРА ШКАЛА — классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Соотношение между магнитудой землетрясения по шкале Рихтера и его силой в эпицентре по 12 балльной шкале зависит от глубины … Большой Энциклопедический словарь
РИХТЕРА ШКАЛА — РИХТЕРА ШКАЛА, см. ШКАЛА РИХТЕРА … Научно-технический энциклопедический словарь
РИХТЕРА ШКАЛА — [по имени амер. сейсмолога Ch. Richter] амер. 10 балльная шкала оценок силы землетрясения; степень 1 означает сейсмическое дрожание, замечаемое только чувствительным сейсмографом, а 8 10 баллов мощные сотрясения, способные вызывать огромные… … Словарь иностранных слов русского языка
Рихтера шкала — 12 балльная шкала интенсивности землетрясений. Термины атомной энергетики. Концерн Росэнергоатом, 2010 … Термины атомной энергетики
Рихтера шкала — классификация землетрясений по магнитудам, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях. Соотношение между магнитудой землетрясения по шкале Рихтера и его силой в эпицентре по 12 балльной шкале зависит от глубины … Энциклопедический словарь
Рихтера шкала — ж. Шкала классификации землетрясений, основанная на оценке энергии сейсмических волн, возникающих при землетрясениях, в соответствии с которой 1 балл означает едва заметное дрожание, которое регистрируется чувствительными приборами, а 8 10 баллов … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
Рихтера шкала — разработана американским сейсмологом Ч. Рихтером для определения силы подземного толчка, вызывающего землетрясение. Содержит условные единицы (от 1 до 9) – магнитуды, которые вычисляются по десятичным логарифмам величины колебаний, регистрируемых … Географическая энциклопедия
РИХТЕРА ШКАЛА — классификация землетрясений по магнитудам, осн. на оценке энергии сейсмич. волн, возникающих при землетрясениях. Соотношение между магнитудой землетрясения по Р. ш. и его силой в эпицентре по 12 балльной шкале зависит от глубины очага. Шкала… … Естествознание. Энциклопедический словарь
ликбез от дилетанта estimata
Новичку об основах в области экстремальных и чрезвычайных ситуаций, выживания, туризма. Также будет полезно рыбакам, охотникам и другим любителям природы и активного отдыха.
четверг, 1 октября 2020 г.
Измерение силы и воздействий землетрясений
Для оценки и сравнения землетрясений используются шкала магнитуд (например, шкала Рихтера) и различные шкалы интенсивности.
Шкала магнитуд
Первоначальная шкала магнитуд была предложена Чарльзом Рихтером в 1935, поэтому в обиходе значение магнитуды ошибочно называют шкалой Рихтера.
Интенсивность землетрясений не может быть оценена магнитудой и оценивается по тем повреждениям, которые они причиняют в населённых районах. Для этого используют шкалы интенсивности землетрясений.
Шкала интенсивности землетрясений
Интенсивность является качественной характеристикой землетрясения и указывает на характер и масштаб воздействия землетрясения на поверхность земли, на людей, животных, а также на естественные и искусственные сооружения в районе землетрясения.
Шкала интенсивности землетясений Медведева — Шпонхойера — Карника
Европейская макросейсмическая шкала интенсивности землетрясений (EMS)
Это основная шкала для оценки сейсмической интенсивности в европейских странах, также используется в ряде стран за пределами Европы. Была принята в 1998 году как обновление тестовой версии 1992 года и носит название EMS-98.
История EMS началась в 1988 году, когда Европейская сейсмологическая комиссия (ЕСК) решила пересмотреть и обновить шкалу Медведева — Шпонхойера — Карника (MSK-64), которая использовалась в своей основной форме в Европе почти четверть века. После более чем пяти лет интенсивных исследований и разработок и четырехлетнего периода тестирования новая шкала была официально выпущена. В 1996 году на XXV Генеральной Ассамблее ЕСК в Рейкьявике была принята резолюция, рекомендующая принять новую шкалу в странах-членах Европейской сейсмологической комиссии.
Европейская макросейсмическая шкала EMS-98 является первой шкалой интенсивности землетрясения, направленной на поощрение сотрудничества между инженерами и сейсмологами, а не для использования сейсмологами в одиночку. Она поставляется с подробным руководством, которое включает в себя принципы, иллюстрации и примеры применения.
В отличие от магнитуды землетрясения, выражающей количество сейсмической энергии, выделившейся в результате землетрясения, EMS-98 определяет, насколько сильно воздействует землетрясение на определенное место. EMS-98 является 12-балльной шкалой.
Шкала интенсивности Японского метеорологического агентства
Это шкала считается 7-балльной, но фактически содержит 10 уровней (от 0 до 4, 5 «минус», 5 «плюс», 6 «минус», 6 «плюс» и 7).
Интенсивность землетрясения 7
Броски и тряска делают невозможным передвижение по своему желанию. Большинство мебели перемещается и подпрыгивает. В большинстве зданий разрушается облицовочная плитка и стёкла. В некоторых случаях разрушаются железобетонные стены. Иногда даже очень сейсмостойкие здания получают серьезные повреждения и наклоняются. Снабжение газом и электричеством прекращается на в больших областях. Земля значительно деформированна большими трещинами и щелями, происходят оползни. Иногда происходит изменение рельефа. Ускорение подземных толчков больше 4 м/сек
Модифицированная шкала интенсивности землетрясений Меркалли
Применяется для определения интенсивности землетрясения по внешним признакам, на основе данных о разрушениях. Может быть применена в том случае, когда отсутствуют прямые данные об интенсивности подземных толчков, например, из-за отсутствия соответствующего оборудования. В шкале Меркалли для определения степени интенсивности землетрясения используются римские цифры.
Шкала названа по имени Джузеппе Меркалли, который заложил основы её использования в 1883 и 1902 годах. Позднее Чарльзом Рихтером в шкалу были внесены изменения, после чего её стали называть модифицированной шкалой Меркалли (MM). Сейчас шкала Меркалли используется в основном в США.