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震度

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2011年日本東北地方太平洋近海地震的烈度分佈(日本氣象廳震度等級

震度(中國大陸、香港、澳門稱為烈度),或稱地震震度,用以表述一地區受地震的影響程度,分成數級,級數愈高表示愈強烈,造成的災情也愈重。通常以地震晃動的加速度作為分級定義,是一種常用的地震度量

震度常與地震規模相搞混,地震規模表示該地震所釋放的能量,一次地震的規模只會有一個數值,但震度代表的是能量傳到地表後造成的影響,與地震深度、震央距離都有關係,一次地震在不同地方的震度會不同,同規模的地震也不一定會出現同樣的震度。

各地使用的烈度度量

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烈度度量 使用國家或地區
麥加利地震烈度表(MMI) 美國[1]、韓國、香港[2]、澳門[3]
梅德韋傑夫·施蓬霍伊爾·卡爾尼克地震烈度表(MSK-64) 印度、以色列、俄羅斯、哈薩克斯坦等
歐洲地震烈度表(EMS-98) 歐盟[4]
中國地震烈度表(CSIS) (GB/T 17742-2020) 中華人民共和國、朝鮮
菲律賓火山地震研究所地震烈度表(PEIS) 菲律賓
日本氣象廳震度等級 (JMA) 日本
交通部中央氣象署地震震度分級(CWASIS) 中華民國(台澎金馬)

各震度間比較

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下表中 PGV 為「最大地動速度」,以 kine(cm/s)或 m/s 為單位;PGA 為「最大地動加速度」,以 gal(cm/s2)或 m/s2 為單位[5]

十二級 十級 七級 參數
MMI MSK-64 EMS-98 CSIS PEIS JMA CWASIS MMI CSIS JMA CWASIS
PGV (cm/s) PGA (gal) PGV (m/s) PGA (m/s2) 計測烈度 PGA (m/s2) PGA (gal) PGV(cm/s)
1(I)度 I. 無感 I. 無感 I 0 0級 無感 <0.1 <1.0 0–0.4 <0.008 <0.8 <0.2
1 1級 微震 0.5-1.4 0.008–0.025 0.8-2.5 0.2-0.7
2(II)度 II. 幾乎無感 II. 幾乎無感 II I. 幾乎無感 0.1-1.1 1.0-2.1
2 2級 輕震 1.5-2.4 0.025–0.08 2.5-8.0 0.7-1.9
3(III)度 III. 輕微震顫 III. 輕微震顫 III II.輕微震顫 2.1-5.0
4(IV)度 IV. 普遍有感 IV. 普遍有感 IV III.普遍有感 1.1-3.4 5.0-10
3 3級 弱震 2.5-3.4 0.08–0.25 8-25 1.9-5.7
5(V)度 V. 強烈搖晃 V. 感覺強烈 V IV.搖晃 3.4-8.1 10-21 0.03 (0.02-0.04) 0.31 (0.22-0.44)
4 4級 中震 3.5-4.4 0.25–0.80 25-80 5.7-15
6(VI)度 VI. 輕微破壞 VI. 輕微破壞 VI V.強烈的搖晃 8.1-16 21-44 0.06 (0.05-0.09) 0.63 (0.45-0.89)
5弱 5弱 強震 4.5-4.9 0.80-1.40 80-250 15-30
7(VII)度 VII. 中等破壞 VII. 中等破壞 VII VI.破壞 16-31 44-94 0.13 (0.10-0.18) 1.25 (0.90-1.77)
5強 5強 5.0-5.4 1.40-2.50 30-50
8(VIII)度 VIII. 嚴重破壞 VIII. 嚴重破壞 VIII VII.毀壞 31-60 94-202 0.25 (0.19-0.35) 2.50

(1.78-3.53)

6弱 6弱 烈震 5.5-5.9 2.50-3.15 250-800 50-80
9(IX)度 IX. 毀壞 IX. 毀壞 IX VIII.嚴重毀壞 6強 6強 60-116 202-432 0.50 (0.36-0.71) 5.00 (3.54-7.07) 6.0-6.4 3.15-4 80-140
7 7級 劇震 6.5- >4 >800 >140
10(X)度 X. 嚴重毀壞 X. 嚴重毀壞 X >116 >432 1.00 (0.72-1.41) 10.00 (7.08-14.14)
11(XI)度 XI. 災難性毀壞 XI. 倒塌 XI IX.災難性的毀滅
12(XII)度 XII. 山河改觀 XII. 完全倒塌 XII X.山河改觀

儀器測定烈度方法間比較

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中國大陸、台灣和日本均使用地震儀測定地震波造成的加速度和速度,從而得出地震烈度。美國USGS也使用地震儀測定的數據製作快速儀器烈度圖。下表中測定用數據均為標準單位(m/s2、m/s)。

CSIS CWASIS JMA
相關標準文件 GB/T 17742-2020 中象地字第1080016036號 地震観測法
啟用日期 2021-02-01 2020-01-01 1996-04
是否考慮PGV
A/V轉換 記錄時互相轉換(積分/微分) 若計算PGA>0.8m/s2則積分得到速度 不必要
記錄方向 三向 三向 三向
原始數據處理 基線校正 無處理 無處理
濾波 0.1~10Hz帶通濾波,數字濾波 加速度10Hz低通濾波、積分速度0.075Hz高通濾波,數字濾波 0.5~10Hz帶通濾波,傅里葉變換
測定用數據 合成後最大值(PGA/PGV) 合成後最大值(PGA/PGV) 合成後持續時間0.3s的最大值(PGA)
換算為計測烈度 IA=3.17log10PGA+6.59

IV=3.00log10PGV+9.77

(PGA單位為m/s2,PGV單位為m/s)

當IA與IV均大於等於6.0時I=IV,否則I=(IA+IV)/2,取小數點後一位有效數字

若I<1.0,取1.0;若I>12.0,取12.0

按表換算

當PGA>0.8m/s2則計算PGV

當PGV<0.15m/s則定為4度

I=2log10PGA+0.94

(PGA單位為gal)

I四捨五入至小數點後兩位,然後捨去百分位(例如:1.5652→1.57→1.5)

是否參考體感
按加速度計算 按速度計算
PGA(m/s2 CSIS USGS MMI CWASIS JMA SIS CWBSIS USGS MMI CSIS PGV(m/s)
0~0.006 I I 0 0 (4) 使用加速度 I 0~0.002
0.006~0.02 1 1 II 0.002~0.004
0.02~0.06 II II 2 2 III 0.004~0.008
0.06~0.11 III III 3 3 IV 0.008~0.02
0.11~0.22 IV IV V 0.02~0.045
0.22~0.55 V V 4 4
0.55~0.90 VI 5弱 VI 0.045~0.08
0.90~1.90 一般使用速度 VII VI 使用速度 5強 VI VII 0.08~0.16
1.90~3.37 VIII 使用速度 6弱 5弱 VII VIII 0.16~0.35
3.37~6.00 IX 6強 5強 VIII IX 0.35~0.50
6.00~8.28 7 6弱 IX 0.50~0.80
8.28~17.1 X 6強 X 0.80~1.40
17.1~35.4 XI 7 X~XII XI 1.40~3.77
35.4~ XII XII 3.77~

時任福建省地震局局長、地震學者金星團隊的研究指出,日本(日本氣象廳計測烈度)、美國(基於ShakeMap標準計算的麥加利地震烈度)、中國大陸(中國地震烈度表)三種不同的烈度標準可以統一地換算為由有效峰值加速度Am表示的關係,具體如下[6]

中、美、日儀器烈度標準的對應關係
中國(CSIS) 美國(ShakeMap) 日本(計測烈度) 日本(對應烈度等級)
I度 <2.0 <0.8 烈度0
烈度1
II度 2.0~2.6 0.8~1.5 烈度1
烈度2
III度 2.6~3.2 1.5~2.1 烈度2
IV度 3.2~3.9 2.1~2.8 烈度2
烈度3
V度 3.9~4.6 2.8~3.5 烈度3
VI度 4.6~5.7 3.5~4.2 烈度4
VII度 5.7~6.5 4.2~4.9 烈度4
烈度5弱
VIII度 6.5~7.4 4.9~5.6 烈度5強
烈度6弱
IX度 7.4~8.2 5.6~6.3 烈度6弱
烈度6強
X度 8.2~9.0 6.3~7.0 烈度6強
烈度7
XI度 9.0~9.8 7.0~7.7 烈度7
XII度 >9.8 >7.7 烈度7

抗震度

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指建築物在設計時可對抗的地震強度。

參考資料

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  1. ^ 地震的严重程度. 美國地質調查局. [2012年1月15日]. 
  2. ^ 地震震级和烈度. 香港天文台. [2008年9月15日]. 
  3. ^ 震級和烈度. 地球物理暨氣象局. [2018-04-06]. 
  4. ^ 歐洲宏觀地震度量(EMS-98). 亥姆霍茲中心. [2012年1月15日]. (原始內容存檔於2012年5月19日). 
  5. ^ 存档副本. [2022-04-03]. (原始內容存檔於2022-07-20). 
  6. ^ 金星,張紅才,李軍,康蘭池,韋永祥,馬強. 地震仪器烈度标准初步研究. 地球物理學進展 (北京). 2013, 28 (5): 2336-2351 (中文(簡體)).