互动科普

当发生地震时，地震局会发布地震的震级和烈度通告。比如类似这样的通告：“据中国地震台网测定，北京时间2013年4月20日8时02分46秒，四川省雅安市芦山县发生里氏7.0级地震，震源深度13千米，最大烈度为9度。”那么，地震的震级和烈度有什么不同之处呢？

震级所表现的是地震能量的大小，而烈度则指地震对地面和建筑物的影响或破坏程度。一次地震只有一个震级，而各地的烈度却各不相同。

震级有不同种类

表现地震规模大小的震级，是根据地震计的记录（最大振幅或地震整体波形）计算得出的。

里氏震级于1935年提出，是目前国际通用的地震震级标准，通过仪器检测到的地震相关数据计算出来的震源处地震的大小。但是这种衡量方法得出的数据有个很大的缺陷，它与震源的物理特性没有直接关系，使得一些强度明显不同的地震在用传统方法计算后，得出的里氏震级却一样。

目前，科学界认为最为标准的震级标度是“矩震级”(Mw）。为了推算出震区岩盖会在多大的范围内、发生什么程度的错位，必须要更为精确地表现地震的规模。但是矩震级也存在着不足，比如“无法对小规模地震进行计算”，“计算量太大，以至用计算机也要花费十多分钟”等。

震级是什么？

震级用来表现地震能量的规模。受力而扭曲的岩盖突然被破坏并断裂错位，是导致地震发生的原因。因此，计算“被破坏的岩盖面积”ד岩盖断裂错位量”ד岩盖的硬度”后得出的值，是最能表现地震规模的量。“矩震级”(Mw）就是以推算出的上述几个值为基础得到的。但是，计算矩震级的运算非常复杂，很费时间，而且计算它所需的地震计波形（长周期地震波形）不能对规模较小的地震进行明确观测，因此无法对小规模地震进行计算。

图中用球体的体积表现震级为M6、M7和M8级的地震释放出的能量规模。震级每提升1级，释放的能量就大约增加32倍；提升2级，释放的能量就将增加约1000倍。另外，地震的发生频率与震级成反比，即震级每减小1级，该级别地震的发生频率就比上一级大10倍。

与震级表现地震的规模相对，烈度反映各地的晃动程度。一般来说，离震源越远晃动越弱，烈度也会随之变小。但各地地壳内部的情况不同，有些地方较容易发生晃动，所以有可能出现与震源距离相同的两个地方，烈度却不同的现象。

烈度由人体的感觉决定

中国地震局发布的地震烈度共分12个等级。决定地震烈度的评定指标，包括人的感觉、房屋震害程度、其他的震害现象和地震相关的参数。例如“人在室内能感到晃动，悬挂的电灯也在明显地摇晃，所以烈度为4度”。

在1996年之前的将近120年的时间里，人们是以人的感受来划分地震烈度的级别的。对同样的烈度来说，每个人的感受不一定会完全一致。在1990年左右，科学家们用地震计（加速度计）测定出大地震动的加速度数值，并用加速度值与体感烈度的对应关系计算出地震烈度。这样一来，便可在多个观测点布设仪器进行记录，得到各个地区内的详细烈度。

地震引发的晃动，会因为不同区域里的地壳内部结构状况的不同而有所变化。因此，就算是在看起来离震源很近的地方，烈度也有可能低一个等级。

（本文发表于《科学世界》2013年第12期）