地震震级的规定

地震震级的规定

中华人民共和国国家标准

地震震级的规定

General ruler for earthquake magnitude

GB 17740-2017

发布日期：2017年5月12日 实施日期：2017年12月1日

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

中国国家标准化管理委员会 发布

前言

本标准的第2章和4．2．2中的c)为推荐性的，其余为强制性的。

本标准按照GB／T 1．1-2009给出的规则起草。

本标准代替GB 17740-1999《地震震级的规定》。

本标准与GB 17740-1999相比主要技术内容变化如下：

——增加了16条术语和定义：“地震”“震源”“震中”“震中位置”“震源深度”“浅源地震”“中源地震”“深源地震”“地震体波”“地震矩”“地方性震级”“面波震级”“体波震级”“矩震级”“质点运动位移”和“地震速报”；

——修改了3条术语的定义：“质点运动”“质点运动速度”和“量规函数”；

——删除了1条术语的定义：“地动位移”；

——增加了地方性震级ML、短周期体波震级mb、宽频带体波震级mB(BB)、宽频带面波震级MS(BB)和矩震级MW的测定方法。

——修改了地震震级的使用规定。

本标准由中国地震局提出。

本标准由全国地震标准化技术委员会(SAC／TC 225)归口。

本标准起草单位：中国地震局地球物理研究所、中国地震台网中心、国家海洋环境预报中心。

本标准主要起草人：刘瑞丰、陈运泰、许绍燮、任枭、徐志国、薛峰、冯义钧、郑秀芬、杨辉、王丽艳、王晓欣、邹立晔、陈宏峰、张立文、任克新、孙丽、韩雪君、和锐。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

——GB 17740-1999。

引言

GB 17740-1999自实施以来，规范了地震震级的测定方法和使用规定，对地震监测预报、震害防御、应急救援等防震减灾相关工作发挥了重要作用，取得了良好的科学效益和社会效益。

修订GB 17740-1999的主要原因是：

——经过十几年的发展，我国的地震观测系统实现了数字化和网络化的历史性突破，到2007年底，我国正式运行的所有地震台站都是数字化的台站，仪器特性、数据传输方式、数据分析处理方式、震级测定的时效性都发生了根本的变化；

——GB 17740-1999实施以来，我国已经积累了大量的地震观测资料，在地震震级测定方面有了新的认识；

——国际上在震级测定方法和发布规则上取得了重要进展，并逐步得到应用。

1 范围

本标准规定了地震震级的测定方法和使用规定。

本标准适用于地震监测、地震应急、信息发布、科学普及、新闻报道等与地震震级有关的工作。

本标准不适用于科学研究所使用其他类型的震级。

2 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

2．1

地震 earthquake

大地震动。包括天然地震(构造地震、火山地震、陷落地震)、诱发地震(矿山采掘活动、水库蓄水等引发的地震)和人工地震(爆破、核爆炸、物体坠落等产生的地震)。一般指天然地震中的构造地震。

注：改写GB／T 18207．1-2008，定义3．1。

2．2

震源 earthquake source；seismic source

产生地震的源。

[GB／T 18207．1-2008，定义3．2]

2．3

震中 epicentre

震源在地面上的投影。

[GB／T 18207．1-2008，定义3．7]

2．4

震中距 epicentral distance

地震震中至某一指定地点的地面距离。

注：在测定地方性震级ML时，震中距的单位为千米(km)；在测定面波震级MS、宽频带面波震级MS(BB)、短周期体波震级mb和宽频带体波震级mB(BB)时，震中距的单位为度(°)。1°≈111．2km。

2．5

震中位置 epicentre location

震中的地理经度和地理纬度。

[GB／T 18207．2-2005，定义3．1．9．2]

2．6

震源深度 focal depth

震源与震中的距离。

[GB／T 18207．2-2005，定义3．1．9．3]

2．7

浅[源地]震 shallow earthquake

震源深度小于60km的地震。

[GB／T 18207．2-2005，定义3．1．6]

2．8

中源地震 intermediate earthquake

震源深度在60km～300km范围内的地震。

[GB／T 18207．2-2005，定义3．1．7]

2．9

深〔源地〕震 deep-focus earthquake

震源深度大于300km的地震。

[GB／T 18207．2-2005，定义3．1．8]

2．10

地震面波 seismic surface wave

沿着地球表面附近传播的地震波。常见的有勒夫波和瑞利波。

注：改写GB／T 18207．2-2005，定义4．1．3．2。

2．11

地震体波 seismic body wave

在地球内部传播的地震波。通常包括地震纵波和地震横波。

注：改写GB／T 18207．2-2005，定义4．1．3．1。

2．12

质点运动 particle motion

在地震波通过时，地球上某一点的运动。

2．13

质点运动位移 displacement or particle motion

质点运动时，相对于原静止点的距离。

2．14

质点运动速度 velocity of particle motion

质点运动时，该质点运动位移对时间的微商。

2．15

地震矩 seismic moment

对地震大小的一种绝对量度，用M0表示。

[GB／T 18207．2-2005，定义3．1．9．10]

2．16

震级 earthquake magnitude

对地震大小的量度。

2．17

地方性震级 local magnitude

近震震级

用震中距为1000km以内地震的横波(S波)或短周期勒夫波(Lg波)记录测定的震级，用ML表示。

注：改写GB／T 18207．2-2005，定义3．1．9．4。

2．18

体波震级 body wave magnitude

用地震体波记录测定的震级。其中用短周期体波记录测定的体波震级称为短周期体波震级，用mb表示；用宽频带体波记录测定的体波震级称为宽频带体波震级，用mB(BB)表示。

注：改写GB／T 18207．2-2005，定义3．1．9．5。

2．19

面波震级 surface wave magnitude

用地震面波记录测定的震级，通常用水平向面波记录测定，用Ms表示；用垂直向宽频带面波记录测定的面波震级称为宽频带面波震级，用MS(BB)表示。

注：改写GB／T 18207．2-2005，定义3．1．9．6。

2．20

矩震级 moment magnitude

用地震矩换算的震级，用Mw表示。

[GB／T 18207．2-2005，定义3．1．9．7]

2．21

量规函数 calibration function

在不同的观测点上测定震级时，因地震波随震中距或震源深度衰减所需要加的校正值。

2．22

地震速报 rapid earthquake information report

对已发生地震的时间、地点、震级等的快速测报。

[GB／T 18207．1-2008，定义4．15]

3 测定方法

3．1 地方性震级

测定地方性震级ML应使用仿真成DD-1短周期地震仪两水平向记录S波(或Lg波)的最大振幅，该最大振幅应大于干扰水平2倍以上，按照式(1)计算：

式中：

A——最大振幅，单位为微米(μm)；

AN——北南向S波或Lg波最大振幅，单位为微米(μm)；

AE——东西向S波或Lg波最大振幅，单位为微米(μm)；

△——震中距，单位为千米(km)；

R(△)——地方性震级的量规函数，取值见附录A。

DD-1短周期地震仪的仪器参数和传递函数见附录B中B．1。

3．2 面波震级

测定浅源地震的面波震级Ms，应将原始宽频带记录仿真成基式(SK)中长周期地震仪记录，使用水平向面波质点运动位移的最大值及其周期，按照式(2)计算：

式中：

A——水平向面波最大质点运动位移，取两水平向质点运动位移矢量和的模，单位为微米(μm)；

△——震中距，单位为度(°)；

T——A对应的周期，单位为秒(s)。

在测量最大质点运动位移的两水平向分量时，应取同一时刻或周期相差在1／8周期之内。若两分量周期不一致时，则取加权和，T按照式(3)计算。

式中：

AN——北南向面波质点运动位移，单位为微米(μm)；

AE——东西向面波质点运动位移，单位为微米(μm)；

TN—AN对应的周期，单位为秒(s)；

TE—AE对应的周期，单位为秒(s)。

测定面波震级MS时，使用面波的周期T宜在附录C给出的范围；基式(SK)中长周期地震仪的仪器参数和传递函数见B．2。

3．3 宽频带面波震级

测定浅源地震的宽频带面波震级MS(BB)，应在垂直向速度型宽频带记录上量取面波质点运动速度的最大值，按式(4)计算：

式中：

Vmax——垂直向面波质点运动速度的最大值，单位为微米每秒(μm／s)；

T——Vmax对应的周期，单位为秒(s)；

△——震中距，单位为度(°)。

3．4 短周期体波震级

测定短周期体波震级mb，应将垂直向宽频带记录仿真成DD-1短周期地震仪记录，测量P波波列(包括P，pP，sP，甚至可以为PcP及其尾波，一般取在PP波之前)质点运动位移的最大值，按式(5)计算：

式中：

A——P波波列质点运动位移的最大值，单位为微米(μm)；

T——A对应的周期，单位为秒(s)；

△——震中距，单位为度(°)；

h——震源深度，单位为千米(km)；

Q(△，h)——垂直向P波体波震级的量规函数，取值见附录D。

DD-1短周期地震仪的仪器参数和传递函数见B．1。

3．5 宽频带体波震级

测定宽频带体波震级mB(BB)，应在垂直向速度型宽频带记录上测量P波波列(包括P、pP、sP，甚至可以为PcP及其尾波，一般取在PP波之前)质点运动速度的最大值，按照式(6)计算：

式中：

Vmax——整个P波波列质点运动速度的最大值，单位为微米每秒(μm／s)；

T——Vmax对应的周期，单位为秒(s)；

△——震中距，单位为度(°)；

Q(△，h)——垂直向P波体波震级的量规函数，取值见附录D。

3．6 矩震级

矩震级Mw应使用测定的地震矩按照式(7)计算：

式中：

M0——地震矩，单位为牛顿米(N·m)。

4 使用规定

4．1 震级测定

4．1．1 负责日常地震监测的各地震台网(站)，应按照第3章的方法测定可能测到的所有震级，包括地方性震级ML、短周期体波震级mb、宽频带体波震级mB(BB)、面波震级MS、宽频带面波震级MS(BB)和矩震级MW。

4．1．2 测定的震级之间不应相互换算。

4．2 震级发布

4．2．1 地震台网在发布地震速报信息时，对能及时测定地震矩M0的地震，应优先选择矩震级MW作为对外发布的震级。

4．2．2 地震台网在发布地震速报信息时，对不能及时测定地震矩M0的地震，应按以下原则确定对外发布的震级：

a)对于ML＜4．5的浅源地震，应选择地方性震级ML为对外发布的震级；

b)对于ML≥4．5的浅源地震，应选择宽频带面波震级MS(BB)为对外发布的震级；

c)对于中源地震和深源地震，宜选择短周期体波震级mb或宽频带体波震级mB(BB)为对外发布的震级。

4．2．3 对外发布的震级应用M表示，不应加“里氏震级”“矩震级”等附加信息。

4．2．4 地震台网在编制地震目录时，应同时列出所有测定的震级和对外发布的震级。示例见表1。

4．2．5 各级地震工作部门或机构对外发布地震信息、进行科普教育等工作时，应使用发布的震级M。

4．2．6 电视台、广播电台、报刊、杂志和网站等新闻媒体在发布地震信息时，应使用发布的震级M。

4．2．7 地震灾害发生以后，各级政府应依据发布的震级M启动地震应急响应，开展地震应急工作。

附录A 地方性震级量规函数表

地方性震级量规函数值见表A．1。其中，黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、北京、天津、河北、山西、山东、河南、宁夏、陕西应使用R11；福建、广东、广西、海南、江苏、上海、浙江、江西、湖南、湖北、安徽应使用R12；云南、四川、重庆、贵州应使用R13；青海、西藏、甘肃应使用R14，新疆应使用R15。

附录B 地震仪器参数与传递函数

B．1 DD-1短周期地震仪

B．1．1 仪器参数

仪器参数包括：

a)拾震器固有周期：T1＝1．0s；

b)拾震器阻尼常数：D1=0．45；

c)记录笔固有周期：T3=0．05s；

d)记录笔阻尼常数：D3=0．707。

B．1．2 传递函数

DD-1短周期地震仪对地动位移响应的归一化传递函数为：

式中：

s=iw；

w=2πf；

i=；

f——频率，单位为赫兹(Hz)。

B．2 基式(SK)中长周期地震仪

B．2．1 仪器参数

仪器参数包括：

a)拾震器固有周期：T1=12．5s；

b)拾震器阻尼常数：D1=0．45；

c)电流计固有周期：T2=1．2s；

d)电流计阻尼常数：D2=5．0；

e)藕合系数：σ2=0．1(水平向)，σ2=0．3(垂直向)。

B．2．2 传递函数

水平向对地动位移的归一化传递函数为：

垂直向对地动位移的归一化传递函数为：

式中：

s=iw；

w=2πf；

i=；

f——频率，单位为赫兹(Hz)。

附录C 不同震中距选用地震面波周期值

不同震中距选用地震面波周期值见表C．1。

附录 Q(△，h)值表

计算短周期体波震级mb和宽频带体波震级mB(BB)的Q(△，h)值见表D．1。

参考文献

[1]GB／T 18207．1-2008 防震减灾术语 第1部分：基本术语

[2]GB／T 18207．2-2005 防震减灾术语 第2部分：专业术语