Величина поверхностной волны

Обзор шкал магнитуд см. в разделе « Шкалы сейсмических магнитуд» .

Величина поверхностной волны ( $M_{s}$) шкала — одна из шкал магнитуд, используемых в сейсмологии для описания силы землетрясения . Он основан на измерениях поверхностных волн Рэлея , которые распространяются по самым верхним слоям Земли. Эта шкала магнитуд связана с местной шкалой магнитуд, предложенной Чарльзом Фрэнсисом Рихтером в 1935 году, с модификациями, внесенными Рихтером и Бено Гутенбергом на протяжении 1940-х и 1950-х годов. В настоящее время он используется в Китайской Народной Республике в качестве национального стандарта ( GB 17740-1999 ) для классификации землетрясений.

Успешная разработка шкалы локальных магнитуд побудила Гутенберга и Рихтера разработать шкалы магнитуд, основанные на телесейсмических наблюдениях за землетрясениями. Были разработаны две шкалы: одна на основе поверхностных волн, $M_{s}$, и один на объемных волнах, $M_{b}$.Поверхностные волны с периодом около 20 с обычно дают наибольшую амплитуду на стандартном долгопериодном сейсмографе, поэтому амплитуда этих волн используется для определения $M_{s}$, используя уравнение, аналогичное тому, которое использовалось для $M_{L}$.

- Уильям Л. Эллсворт, Система разломов Сан-Андреас, Калифорния (Профессиональный документ Геологической службы США 1515), 1990–1991 гг.

Зарегистрированные магнитуды землетрясений в середине 20-го века, обычно приписываемые Рихтеру , могли быть либо $M_{s}$ или $M_{L}$.

Определение

Формула для расчета величины поверхностной волны:

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

где A — максимальное смещение частицы в поверхностных волнах ( векторная сумма двух горизонтальных смещений) в мкм , T — соответствующий период в с (обычно 20 ± 2 секунды), Δ — эпицентральное расстояние в ° , и

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

На протяжении ХХ века было выведено несколько версий этого уравнения с небольшими изменениями в постоянных значениях. Поскольку первоначальная форма $M_{s}$ было получено для использования с телесейсмическими волнами, а именно с неглубокими землетрясениями на расстояниях >100 км от сейсмического приемника, к вычисленному значению необходимо добавить поправки, чтобы компенсировать эпицентры глубже 50 км или менее 20° от приемника.

Для официального использования китайским правительством, два горизонтальных смещения должны быть измерены одновременно или с интервалом в 1/8 периода; если два смещения имеют разные периоды, необходимо использовать взвешенную сумму:

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

где _AN — смещение с севера на юг в мкм, AE _— смещение с востока на запад в мкм, T _N — период, соответствующий AN _в с, и _TE — период, соответствующий AE _в с.

Другие исследования

Владимир Тобиаш и Рейнхард Миттаг предложили связать величину поверхностных волн с шкалой магнитуд ML _{местной} , используя

$M_{s}=-3.2+1.45M_{L}$

Другие формулы включают три пересмотренные формулы, предложенные CHEN Junjie et al.:

$M_{s}=\log _{10}\left({\frac {A_{\text{max}}}{T}}\right)+1.54\cdot \log _{10}(\Delta )+3.53$

$M_{s}=\log _{10}\left({\frac {A_{\text{max}}}{T}}\right)+1.73\cdot \log _{10}(\Delta )+3.27$

и

$M_{s}=\log _{10}\left({\frac {A_{\text{max}}}{T}}\right)-6.2\cdot \log _{10}(\Delta )+20.6$

См. также

• Шкалы сейсмических магнитуд

Внешние ссылки

• Роберт Э. Уоллес, изд. (1991). «Система разломов Сан-Андреас, Калифорния (Профессиональный документ 1515)» . Геологическая служба США . Проверено 14 сентября 2008 г.