Эпицентральное расстояние

Эпицентральное расстояние — это расстояние от эпицентра до указанной точки. ^[1] Как правило, чем меньше эпицентральное расстояние землетрясения того же масштаба, тем тяжелее ущерб, причиненный землетрясением. Напротив, с увеличением эпицентрального расстояния ущерб от землетрясения постепенно уменьшается. ^[2] Из-за ограничений сейсмометров, разработанных в первые годы, некоторые шкалы сейсмических магнитуд начали показывать ошибки, когда эпицентральное расстояние превышало определенный диапазон от точек наблюдения. ^{[Примечания 1]} В сейсмологии единицей дальних землетрясений обычно является ° (градус), а единицей ближних землетрясений — км . ^{[Примечания 2]} Но независимо от расстояния Δ используется как символ эпицентрального расстояния.

Метод измерения

Метод разницы во времени SP

Даже если глубина очага землетрясения очень велика, оно все равно может иметь очень короткое эпицентральное расстояние. ^[3] При измерении эпицентрального расстояния землетрясения с небольшим эпицентральным расстоянием сначала измерьте показания начального движения волны P подтвердите прибытие волны S. , а затем ^{[Примечания 3]} Значение расстояния до эпицентра Δ находится в расписании путешествий в соответствии с разницей во времени прихода волны P и волны S. ^[4]

Другие методы

Если источник находится очень далеко, то есть когда расстояние до эпицентра больше 105°, ^{[Примечания 4]} расстояние до эпицентра не может быть определено методом смещения SP, поэтому его необходимо определять по волнам P, PKP, PP, SKS, PS и другим. ^[4]

Корреляция с сейсмическими измерениями

Определение магнитуды близкого к землетрясению

В 1935 году, в отсутствие зрелой шкалы сейсмических магнитуд , два сейсмолога из Калифорнийского технологического института , Чарльз Фрэнсис Рихтер и Бино Гутенберг, разработали шкалу магнитуд Рихтера для изучения землетрясений, произошедших в Калифорнии , США . ^{[Примечания 5]} Чтобы результат не был отрицательным, Рихтер определил землетрясение с максимальным горизонтальным смещением 1 мкм (что также является наивысшей точностью и прецизионностью торсионного сейсмометра Вуда Андерсона), зарегистрированным сейсмометром в точке наблюдения в эпицентре. на расстоянии 100 км как землетрясение магнитудой 0. Согласно этому определению, если амплитуда сейсмической волны, измеренная торсионным сейсмометром Вуда Андерсона на эпицентральном расстоянии 100 км, равна 1 мм, то магнитуда равна 3. ^{[Примечания 6]} Хотя Рихтер и др. Пытаясь сделать результаты неотрицательными, современные прецизионные сейсмографы часто регистрируют землетрясения с отрицательными шкалами из-за отсутствия четких верхних или нижних пределов магнитуды близлежащих землетрясений. ^[5] Более того, из-за ограничений торсионного сейсмометра Вуда Андерсона, использованного в исходной конструкции шкалы Рихтера, если локальная шкала землетрясений ML превышает 6,8 или эпицентральное расстояние превышает примерно 600 км от точки наблюдения, она неприменима. ^[6]

Расчет величины поверхностной волны

Эпицентральное расстояние является одним из важных параметров для расчета величины поверхностной волны . Уравнение для расчета величины поверхностной волны:

$M=\log _{10}\left({\frac {A}{T}}\right)_{\text{max}}+\sigma (\Delta ).$

В этом уравнении $A$ представляет собой максимальное смещение частицы в поверхностной волне (сумма двух горизонтальных евклидовых векторов ), в микрометрах ; T представляет соответствующий период в секундах ; Δ – эпицентральное расстояние, в градусах ; и $\sigma (\Delta )$ является калибровочной функцией. Обычно выражение для калибровочной функции имеет вид

$\sigma (\Delta )=1.66\cdot \log _{10}(\Delta )+3.5.$

Согласно GB 17740-1999, два горизонтальных смещения должны быть измерены одновременно или в течение одной восьмой периода. Если два смещения имеют разные циклы, необходимо использовать взвешенное суммирование. ^[7]

$T={\frac {T_{N}A_{N}+T_{E}A_{E}}{A_{N}+A_{E}}}$

Среди них AN представляет смещение в направлении север-юг в микрометрах; AE представляет собой смещение в направлении восток-запад в микрометрах; TN представляет период соответствующего AN в секундах; TE представляет период, соответствующий AE, в секундах. ^[8]^[9]

Видно, что значение периода сейсмической поверхностной волны, выбранное для разных эпицентральных расстояний, различно. Как правило, значения цикла можно выбрать, обратившись к таблице ниже. ^[7]


Различное эпицентральное расстояние（ Δ) Выбранное значение периода сейсмической поверхностной волны (T)
Д/°	Т/с	Д/°	Т/с	Д/°	Т/с
2	3～6	20	9～14	70	14～22
4	4～7	25	9～16	80	16～22
6	5～8	30	10～16	90	16～22
8	6～9	40	12～18	100	16～25
10	7～10	50	12～20	110	17～25
15	8～12	60	14～20	130	18～25

Быстрое сообщение о сильных землетрясениях с магнитудой поверхностных волн

В дополнение к расчету величины поверхностной волны (Δ≤15 °), характеристики затухания объемной волны и лучшее соотношение преобразования между MB и MS являются эффективными способами улучшения долготы величины объемной волны MB для быстрого сообщения о сильных землетрясениях. Это также значимая количественная работа для проведения исследований по измерению величины объемной волны MB, регистрируемой короткопериодными приборами ДД-1 и ВГК. ^[10]

Корреляция с эпицентром

Принципиальная схема трехстороннего метода измерения. Конкретный метод расчета эпицентра состоит в том, чтобы взять три станции в качестве центра круга и нарисовать на карте круг с радиусом эпицентрального расстояния, рассчитанным для каждой станции в соответствии с соответствующей пропорцией. Затем соедините точки пересечения каждых двух окружностей, а точки пересечения трех хорд и есть полученные эпицентры. Затем вычислите долготу и широту .

До 20 века методом определения эпицентра обычно был метод геометрического центра. С начала 20-го века, по мере развития технологии сейсмометров и других приборов, появились метод измерения одной станции и метод сетевых измерений. По сравнению с тремя методами из-за влияния неравномерной структуры земной коры на распространение сейсмических лучей, ^{[Примечания 7]} метод сетевых измерений имеет наибольшую точность, а метод геометрического центра — наименьшую точность. ^[1]^[11]

Метод геометрического центра

До XX века при отсутствии инструментальных записей положение эпицентра землетрясений определялось по макроскопическому эпицентру, исходя из масштабов повреждений, которым являлся геометрический центр эпицентральной области (область вблизи эпицентра, где ущерб был наибольшим). серьезный). Из-за невозможности определить точную дальность полярной области часто возникали ошибки. ^[12]

Метод измерения одной станции

Из-за различной скорости распространения различных сейсмических волн в разных регионах и на разных глубинах сначала на станцию приходят волны с быстрой скоростью или диаметром, а затем другие волны, что приводит к разнице во времени. ^{[Примечания 8]} Эпицентральное расстояние, глубина источника и разница во времени различных зарегистрированных волн могут быть скомпилированы в кривые временного расстояния и графики движения, подходящие для местного использования. Когда в определенном месте происходит землетрясение, аналитик может измерить разницу во времени различных волн землетрясения по сейсмограмме и рассчитать эпицентральное расстояние, сравнив его с подготовленным расписанием движения или применив формулу. В дальнейшем необходимо определить азимутальный угол. ^{[Примечания 9]} Преобразуя начальные амплитуды движения в двух горизонтальных направлениях в перемещения грунта, азимутальный угол можно определить с помощью тригонометрической функции . После расчета азимута и эпицентрального расстояния можно легко найти положение эпицентра. ^[11] Этот метод называется методом измерения одной станции. ^{[Примечания 10]}

Метод измерения сети

Когда эпицентральное расстояние рассчитано как минимум по трем сейсмическим станциям, местоположение эпицентра можно определить трехсторонним измерением. ^[13] Этот метод измерения эпицентров с помощью инструментов, широко известных как микроскопические эпицентры, называется сетевым методом измерения. ^[1]^{[Примечания 11]} Конкретный метод реализуется путем рисования на карте круга с тремя станциями в центре круга, а эпицентральное расстояние рассчитывается с учетом радиуса в соответствии с соответствующей пропорцией. Затем пересечение каждых двух окружностей соединяют, а точки пересечения трех струн и являются полученным эпицентром. Затем рассчитываются широта и долгота ( Географическая система координат ). ^[11]

Другие

Сейсмическая классификация

Эпицентральное расстояние также играет уникальную роль в классификации землетрясений. Одно и то же землетрясение называется по-разному, когда оно наблюдается на разных расстояниях, ближних и дальних. По эпицентральному расстоянию землетрясения можно разделить на три категории: ^[4]

Местное землетрясение: Δ<100 км.

Вблизи землетрясения: 100 км ≤ Δ ≤ 1000 км.

Далекое землетрясение: Δ>1000 км.

Исследование сейсмической фазы

Эпицентральное расстояние различно, и сейсмические фазы по-разному отражаются на карте сейсмической записи из-за комбинированного воздействия источника, глубины источника и распространения сейсмических лучей. Поэтому при разных эпицентральных расстояниях определение сейсмических параметров будет разным. Учитывая эпицентральное расстояние от точек наблюдения, легче выделить сложные и разнообразные сейсмические фазы, о которых обычно судят по общей ситуации сейсмических записей на карте записей. Размер, расстояние и глубина землетрясений имеют различные характеристики. Чем ближе источник, тем короче продолжительность вибрации; чем дальше источник, тем больше продолжительность. ^[4]

Примечания

^ Не применимо, если эпицентральное расстояние ближней магнитуды землетрясения в точке наблюдения превышает примерно 600 км.
^ Обычно 1°=111,1 километра.
^ S-волна является второй четкой сейсмической фазой на горизонтальных инструментах с длительным периодом, тогда как она менее очевидна на вертикальных инструментах с коротким периодом.
^ Или примерно 11666,7 километров.
^ Эта мера землетрясения также известна как «землетрясение по шкале Рихтера».
^ 103 микрона.
^ Особенно события, происходящие в пределах сейсмической сети.
^ Прямая волна.
^ Обычно используются зубцы P и зубцы S.
^ Некоторые ученые также называют его «азимутальным методом».
^ Некоторые ученые после дальнейшего преобразования также называют его «методом пересечения» или «геометрическим методом».

Ссылки

^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Определение сейсмических параметров». Землетрясение в Шаньси (4): 3–4.
^ «Взаимосвязь между интенсивностью, расстоянием до эпицентра и магнитудой». Предварительные лекции Сейсмологического общества (2): 206. 1983.
^ «Опасность землетрясения 201 – Технические вопросы и ответы» . Геологическая служба США. Архивировано из оригинала 9 июля 2017 г. Проверено 18 октября 2017 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Определение сейсмических параметров». Землетрясение в Шаньси (4): 19. 1981 г.
^ «Измерение силы землетрясения» . Геологическая служба США. Архивировано из оригинала 6 декабря 2017 г. Проверено 2 декабря 2017 г.
^ «О магнитудах землетрясений» . 香港天文台. 2012. Архивировано из оригинала 24 мая 2017 г. Проверено 2 декабря 2017 г.
^ Перейти обратно: ^а ^б «Правила GB 17740-1999 о силе землетрясения». Главное управление по надзору за качеством, инспекциям и карантину Китайской Народной Республики : 3. 26 апреля 1999 г.
^ «Определение сейсмических параметров». Землетрясение в Шаньси (4): 26. 1981 г.
^ «Определение магнитуды поверхностных волн на эпицентральном расстоянии △ <20 °». Сейсмические и геомагнитные наблюдения и исследования (1): 1–8.
^ «Определение и быстрое сообщение о магнитудах сильных землетрясений». Сейсмические и геомагнитные наблюдения и исследования (1): 23. 1992.
^ Перейти обратно: ^а ^б ^с «Вот как измеряются землетрясения». Шэньчжэньская особая экономическая зона, наука и техника (4): 39. 1990.
^ «Как получить больше сейсмической информации». Нефтяные геофизические исследования . 1 : 48–50.
^ «Размер землетрясения» . Сейсмология землетрясений в Пеннстейте. Архивировано из оригинала 11 июня 2017 г. Проверено 18 октября 2017 г.

[3] Не применимо, если эпицентральное расстояние ближней магнитуды землетрясения в точке наблюдения превышает примерно 600 км.

[4] Обычно 1°=111,1 километра.

[6] S-волна является второй четкой сейсмической фазой на горизонтальных инструментах с длительным периодом, тогда как она менее очевидна на вертикальных инструментах с коротким периодом.

[8] Или примерно 11666,7 километров.

[9] Эта мера землетрясения также известна как «землетрясение по шкале Рихтера».

[10] 103 микрона.

[17] Особенно события, происходящие в пределах сейсмической сети.

[20] Прямая волна.

[21] Обычно используются зубцы P и зубцы S.

[22] Некоторые ученые также называют его «азимутальным методом».

[24] Некоторые ученые после дальнейшего преобразования также называют его «методом пересечения» или «геометрическим методом».

[:2-1] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Определение сейсмических параметров». Землетрясение в Шаньси (4): 3–4.

[2] «Взаимосвязь между интенсивностью, расстоянием до эпицентра и магнитудой». Предварительные лекции Сейсмологического общества (2): 206. 1983.

[5] «Опасность землетрясения 201 – Технические вопросы и ответы» . Геологическая служба США. Архивировано из оригинала 9 июля 2017 г. Проверено 18 октября 2017 г.

[:0-7] Перейти обратно: ^а ^б ^с ^д «Определение сейсмических параметров». Землетрясение в Шаньси (4): 19. 1981 г.

[11] «Измерение силы землетрясения» . Геологическая служба США. Архивировано из оригинала 6 декабря 2017 г. Проверено 2 декабря 2017 г.

[12] «О магнитудах землетрясений» . 香港天文台. 2012. Архивировано из оригинала 24 мая 2017 г. Проверено 2 декабря 2017 г.

[:1-13] Перейти обратно: ^а ^б «Правила GB 17740-1999 о силе землетрясения». Главное управление по надзору за качеством, инспекциям и карантину Китайской Народной Республики : 3. 26 апреля 1999 г.

[14] «Определение сейсмических параметров». Землетрясение в Шаньси (4): 26. 1981 г.

[15] «Определение магнитуды поверхностных волн на эпицентральном расстоянии △ <20 °». Сейсмические и геомагнитные наблюдения и исследования (1): 1–8.

[16] «Определение и быстрое сообщение о магнитудах сильных землетрясений». Сейсмические и геомагнитные наблюдения и исследования (1): 23. 1992.

[:3-18] Перейти обратно: ^а ^б ^с «Вот как измеряются землетрясения». Шэньчжэньская особая экономическая зона, наука и техника (4): 39. 1990.

[19] «Как получить больше сейсмической информации». Нефтяные геофизические исследования . 1 : 48–50.

[23] «Размер землетрясения» . Сейсмология землетрясений в Пеннстейте. Архивировано из оригинала 11 июня 2017 г. Проверено 18 октября 2017 г.

[1]

[2]

[Примечания 1]

[Примечания 2]

[3]

[Примечания 3]

[4]

[Примечания 4]

[Примечания 5]

[Примечания 6]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[Примечания 7]

[11]

[12]

[Примечания 8]

[Примечания 9]

[Примечания 10]

[13]

[Примечания 11]