地震有几级地震的分级

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地震有几级（地震的分级）
马强研究员，中国地震局工程力学研究所
李山有研究员，中国地震局工程力学研究所
金星研究员，中国地震局厦门海洋地震研究所
陈晓非中国科学院院士，南方科技大学
地下岩石的突然错动，引起地震，其能量以地震波的形式往四面八方传播。岩石的破裂面越大，地震震级越大；距离地震震中越近，地震动越剧烈。剧烈的地震动，造成山崩地陷、房倒屋塌和人员伤亡。
我们无法阻止地震的发生，但面对地震灾害，人类不会坐以待毙，我们在不断认识地震、防御地震，最大限度地减轻其给人类社会带来的影响和损失。目前，科技的发展尚不能在地震发生前准确地预测其发生的时间、地点和大小，但我们能否在地震发生后，抢跑在破坏性地震波之前并打声招呼？
1.什么是地震预警
地震发生时，地球内部产生两种体波，一种是P波（压缩波，质点振动和传播方向一致），其到来时人的感觉接近于上下晃动；另一种是S波（剪切波，质点振动方向和传播方向垂直），其到来时人的感觉接近于水平晃动。P波跑得快，每秒传播约6千米，S波跑得慢，每秒传播约3.5千米。S波振动幅值更大，携带的能量是P波的几倍到几十倍，其水平向剪切作用是造成结构破坏的重要因素。
图1 某5.8级地震强震动台记录到的南北向地震动记录
（震中距60千米，震源深度10千米，P波传到约10秒，S波传到约17.5秒，S波和P波到时差为7.5秒。其S波幅值约为P波的5倍，能量约为P波的25倍）
如果我们能在地震发生后，抢在携带更多能量的S波到达前，甚至P波到达前若干秒，以警报的形式告知地震动的可能大小或潜在破坏，则公众可获取紧急逃生避险时间，而高铁、危化企业、医院手术室等则可提早采取地震应急处置措施，进而减少人员伤亡和社会财产损失。这就是我们所说的地震预警。
图2 地震预警信息的应用
以2008年汶川特大地震为例，如图3，在地震发生之后，以现有台网密度，我们能在震后10秒内第一次估计出地震发生的位置和大小，此时S波以震中为中心，传播了约33千米，此区域S波已经到达，无地震预警时间，我们称之为“预警盲区” 。而盲区外的可能破坏地区能在S波到达前，甚至在P波到达前数秒获知地震波即将到来的信息，如地震烈度为11度的北川在S波到来前有接近20秒的时间，地震烈度为10度的青川县时间可达1分钟，而地震烈度为6度的西安获取的预警时间甚至接近3分钟。而其他地区，如武汉、北京、上海等有震感地区，可在感受到震感数分钟前得到地震信息，这将减少地震带来的恐慌。
图3 汶川地震S波传播示意图
2.地震预警系统如何实现
地震预警系统为实时、全自动、高时效，且24小时连续运行处理的技术系统，其实现和减灾效果的发挥需要高密度的地震观测台网、低时延的通信网络、高可靠的自动化处理系统、多渠道的紧急信息发布系统和有效的紧急避险及紧急处置措施。其系统组成如图4所示。
图4 地震预警系统组成
3.地震预警的技术难点
地震预警的核心技术是利用最接近震源处的少量台站的地震初期震动信息快速判定地震并测定地震参数，进而预测尚未传播开来的地震动大小、烈度分布、影响范围和影响程度。其技术环节包括从地震监测数据的噪声和干扰中准确判别地震信号，实时估计地震发生的位置和大小，实时预测地震波的传播和地震烈度场的分布，实时预测可能的灾害。其理论和技术难点主要体现在：

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