Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
«Меркалли» перенаправляется сюда. Об ученом, в честь которого названа шкала, см. Джузеппе Меркалли .
Часть серии по
Землетрясения
Типы
Причины
Характеристики
Измерение
Прогноз
Другие темы

Модифицированная шкала интенсивности Меркалли ( ММ или MMI ), разработанная с Джузеппе Меркалли «ы шкала меркалли 1902, является шкала сейсмической интенсивности используется для измерения интенсивности сотрясения производится с помощью землетрясения . Он измеряет эффекты землетрясения в данном месте, отличные от внутренней силы или силы землетрясения, измеряемых шкалами сейсмической магнитуды (например, магнитудой « M w », обычно сообщаемой для землетрясения). В то время как тряска вызвана сейсмической энергиейвызванные землетрясением, землетрясения различаются по тому, сколько их энергии излучается в виде сейсмических волн. Более глубокие землетрясения также меньше взаимодействуют с поверхностью, и их энергия распределяется по большему объему. Интенсивность сотрясений локализована и обычно уменьшается с удалением от эпицентра землетрясения , но может усиливаться в осадочных бассейнах и некоторых типах рыхлых грунтов.

Шкалы интенсивности эмпирически классифицируют интенсивность сотрясения на основе эффектов, о которых сообщают необученные наблюдатели, и адаптированы для эффектов, которые могут наблюдаться в конкретном регионе. [1] Не требуя инструментальных измерений, они полезны для оценки силы и местоположения исторических (доинструментальных) землетрясений: наибольшая интенсивность обычно соответствует эпицентральной области, а также их степени и протяженности (возможно, дополненной знанием местных геологических условий) можно сравнить с другими местными землетрясениями для оценки магнитуды.

История [ править ]

Итальянский вулканолог Джузеппе Меркалли сформулировал свою первую шкалу интенсивности в 1883 году. [2] Она имела шесть степеней или категорий, была описана как «просто адаптация» тогдашней стандартной шкалы Росси – Фореля из 10 градусов, и теперь она «более или менее» забыли ". [3] Вторая шкала Меркалли, опубликованная в 1902 году, также была адаптацией шкалы Росси – Фореля, сохраняя 10 градусов и расширяя описание каждой степени. [4] Эта версия «получила признание пользователей» и была принята Центральным управлением метеорологии и геодинамики Италии. [5]

В 1904 году Адольфо Канкани предложил добавить два дополнительных градуса для очень сильных землетрясений, «катастрофы» и «огромной катастрофы», создав таким образом 12-градусную шкалу. [6] Поскольку его описания были неполными, Август Генрих Зиберг дополнил их в течение 1912 и 1923 годов и указал максимальное ускорение грунта для каждого градуса. [7] Это стало известно как «шкала Меркалли-Канкани, сформулированная Зибергом», или «шкала Меркалли-Канкани-Зиберга», или просто «MCS», [8] и широко используется в Европе.

Когда Гарри О. Вуд и Фрэнк Нойман перевели это на английский язык в 1931 году (вместе с модификацией и сжатием описаний и удалением критериев ускорения), они назвали это «модифицированной шкалой интенсивности Меркалли 1931 года» (MM31). [9] Некоторые сейсмологи называют эту версию «шкалой Вуда – Неймана». [8] У Вуда и Ноймана также была сокращенная версия с меньшим количеством критериев для оценки степени интенсивности.

Шкала Вуда – Неймана была пересмотрена в 1956 году Чарльзом Фрэнсисом Рихтером и опубликована в его влиятельном учебнике « Элементарная сейсмология» . [10] Не желая путать эту шкалу интенсивности со шкалой величин Рихтера, которую он разработал, он предложил назвать ее «модифицированной шкалой Меркалли 1956 года» (MM56). [8]

В своем сборнике исторической сейсмичности США в 1993 году [11] Карл Стовер и Джерри Коффман проигнорировали ревизию Рихтера и присвоили интенсивности в соответствии с их слегка измененной интерпретацией шкалы Вуда и Неймана 1931 года, [а] эффективно создав новую, но в значительной степени недокументированная версия шкалы. [12]

Основа, на основе которой Геологическая служба США (и другие агентства) устанавливает интенсивности, номинально является MM31 Вуда и Неймана. Однако это обычно интерпретируется с модификациями, резюмированными Стовером и Коффманом, потому что за десятилетия, прошедшие с 1931 года, «некоторые критерии более надежны, чем другие, как индикаторы уровня сотрясения земли». [13] Также развивались строительные нормы и методы, что сделало большую часть построенной среды сильнее; они заставляют заданную интенсивность сотрясения земли казаться более слабой. [14]Кроме того, некоторые из исходных критериев наиболее интенсивной степени (X и выше), такие как изгиб рельсов, трещины на земле, оползни и т. Д., «Связаны не столько с уровнем сотрясения земли, сколько с наличием почвенных условий, подверженных воздействию эффектный провал ». [13]

Категории «катастрофа» и «огромная катастрофа», добавленные Канкани (XI и XII), используются настолько редко, что текущая практика Геологической службы США объединяет их в единую категорию «Экстремальные», сокращенно «X +». [15]

Модифицированная шкала интенсивности Меркалли [ править ]

Меньшие степени шкалы MMI обычно описывают то, как люди ощущают землетрясение. Большие числа шкалы основаны на наблюдаемых структурных повреждениях.

В этой таблице приведены MMI, которые обычно наблюдаются в местах вблизи эпицентра землетрясения. [16]

Уровень шкалыГрунтовые условия
I. Не чувствовалНе ощущается, за исключением очень немногих при особенно благоприятных условиях.
II. СлабыйОщущается лишь несколькими людьми в состоянии покоя, особенно на верхних этажах зданий.
III. СлабыйОчень заметно ощущается людьми в помещениях, особенно на верхних этажах зданий: многие люди не воспринимают это как землетрясение. Стоящие автомобили могут слегка покачиваться. Вибрации подобны проезду грузовика, их продолжительность оценивается.
IV. СветМногие ощущают это в помещении, а на улице - немногие днем. Ночью некоторые просыпаются. Потревожена посуда, окна и двери; стены издают треск. Ощущения похожи на тяжелый грузовик, врезавшийся в здание. Стоящие автомобили заметно раскачиваются.
V. УмеренныйОщущается почти всеми; многие проснулись: некоторые тарелки и окна разбиты. Неустойчивые объекты переворачиваются. Часы с маятником могут остановиться.
VI. СильныйВсе чувствуют, и многие напуганы. Перенесли тяжелую мебель; бывает несколько случаев выпадения штукатурки. Повреждения небольшие.
VII. Очень сильныйВ зданиях хорошего дизайна и постройки повреждения незначительны; но от слабого до умеренного в хорошо построенных обычных зданиях; повреждения значительны в плохо построенных или плохо спроектированных конструкциях; некоторые дымоходы сломаны.
VIII. СерьезныйНебольшие повреждения в специально разработанных конструкциях; значительный ущерб в обычных капитальных зданиях с частичным обрушением. Ущерб большой в плохо построенных конструкциях. Падение дымоходов, заводских штабелей, колонн, памятников, стен. Тяжелая мебель перевернулась. Примеры включают: землетрясение Шарлевуа-Камураска 1925 года [17] и землетрясение 2000 года в Никарагуа . [18]
IX. ЖестокийВ специально спроектированных конструкциях повреждения значительны; грамотно спроектированные каркасные конструкции выброшены из отвеса. Значительные повреждения имеют большие постройки с частичным обрушением. Здания сдвинуты с фундамента. Происходит разжижение. Примеры включают: землетрясение и цунами 2004 г. в Индийском океане [19] и землетрясение и цунами 2011 г. [20]
X. ExtremeНекоторые хорошо построенные деревянные постройки разрушены; большая часть кладочных и каркасных конструкций разрушается вместе с фундаментом. Рельсы загнуты. Примеры включают Чильянское землетрясение 1939 года [21] и Агадирское землетрясение 1960 года . [22]
XI. ЭкстремальныйЛишь немногие (каменные) сооружения остались стоять. Мосты разрушены. В земле появляются широкие трещины. Подземные трубопроводы полностью выведены из эксплуатации. Земля оползает и оползает на мягкий грунт. Рельсы сильно гнутся. Примеры включают землетрясение 1819 года в Ранне Кутча , [23] землетрясение на Аляске 1964 года [24] и землетрясение в Таншане 1976 года . [25]
XII. ЭкстремальныйУщерб общий. На поверхности земли видны волны. Линии обзора и уровня искажены. Предметы подбрасываются вверх в воздух. Примеры включают землетрясение 1960 г. в Вальдивии [26] и землетрясение 1920 г. в Хайюане . [27]

Корреляция с величиной [ править ]

ВеличинаСравнение величины / интенсивности
1.0–3.0я
3,0–3,9II – III
4,0–4,9IV – V
5,0–5,9VI – VII
6,0–6,9VII – IX
7.0 и вышеVIII или выше
Сравнение величины / интенсивности, USGS

Корреляция между величиной и интенсивностью далека от полной, она зависит от нескольких факторов, включая глубину гипоцентра , рельеф местности и расстояние от эпицентра. Например, землетрясение магнитудой 4,5 в Сальте , Аргентина, в 2011 году, глубиной 164 км, имело максимальную интенсивность I, [28], а землетрясение магнитудой 2,2 в Барроу-ин-Фернесс , Англия, в 1865 г., примерно на 1 км глубокий, имел максимальную интенсивность VIII. [29]

Маленькая таблица является приблизительным ориентиром для степеней шкалы MMI. [16] [30] Цвета и описательные названия, показанные здесь, отличаются от тех, которые используются на некоторых картах встряхивания в других статьях.

Оценка интенсивности площадки и ее использование при оценке сейсмической опасности [ править ]

Десятки так называемых уравнений прогнозирования интенсивности [31] были опубликованы для оценки макросейсмической интенсивности в месте с учетом магнитуды, расстояния от источника до места и, возможно, других параметров (например, местных условий на площадке). Они аналогичны уравнениям прогнозирования движения грунта для оценки инструментальных параметров сильного движения, таких как пиковое ускорение грунта . Доступна сводка уравнений прогнозирования интенсивности. [32] Такие уравнения могут использоваться для оценки сейсмической опасности с точки зрения макросейсмической интенсивности, которая имеет то преимущество, что она более тесно связана с сейсмическим риском, чем инструментальные параметры сильных движений. [33]

Корреляция с физическими величинами [ править ]

Шкала MMI не определяется с точки зрения более точных, объективно поддающихся количественной оценке измерений, таких как амплитуда сотрясения, частота сотрясения, пиковая скорость или пиковое ускорение. Воспринимаемые человеком сотрясения и повреждения зданий лучше всего коррелируют с пиковым ускорением для событий с меньшей интенсивностью и с пиковой скоростью для событий с более высокой интенсивностью. [34]

Сравнение со шкалой моментной величины [ править ]

Последствия любого землетрясения могут сильно различаться от места к месту, поэтому для одного и того же землетрясения можно измерить множество значений MMI. Эти значения могут быть лучше всего отображены с помощью контурной карты равной интенсивности, известной как изосейстическая карта . Однако каждое землетрясение имеет только одну магнитуду.

См. Также [ править ]

  • Шкала сейсмической интенсивности Японского метеорологического агентства
  • Весы для экстренной помощи Rohn
  • Шкалы сейсмической интенсивности
  • Шкалы сейсмической магнитуды
  • Спектральное ускорение
  • Сильное движение грунта

Ссылки [ править ]

Заметки [ править ]

  1. ^ Их модификации были в основном до степени IV и V, причем VI зависел от сообщений о повреждениях искусственных сооружений, а VII рассматривал только «повреждения зданий или других искусственных построек». См. Подробности в Stover & Coffman 1993 , стр. 3–4.

Цитаты [ править ]

  1. ^ «Модифицированная шкала интенсивности Меркалли» . USGS.
  2. ^ Дэвисон 1921 , стр. 103.
  3. ↑ Musson, Grünthal & Stucchi 2010 , стр. 414.
  4. ^ Дэвисон 1921 , стр. 108.
  5. ↑ Musson, Grünthal & Stucchi 2010 , стр. 415.
  6. ^ Дэвисон 1921 , стр. 112.
  7. ^ Дэвисон 1921 , стр. 114.
  8. ^ a b c Муссон, Grünthal & Stucchi 2010 , стр. 416.
  9. Перейти ↑ Wood & Neumann, 1931 .
  10. ^ Рихтер 1958 ; Муссон, Grünthal & Stucchi 2010 , стр. 416.
  11. ^ Стовер и Коффман 1993
  12. ^ Grünthal 2011 , стр. 238. Наиболее полное изложение эффективной шкалы Стовера и Коффмана представлено на Musson & Cecić 2012 , §12.2.2.
  13. ^ а б Дьюи и др. 1995 , стр. 5.
  14. ^ Davenport & Dowrick 2002 .
  15. ↑ Musson, Grünthal & Stucchi 2010 , стр. 423.
  16. ^ а б «Величина против интенсивности» (PDF) . USGS .
  17. ^ Правительство Канады, Министерство природных ресурсов Канады. «Землетрясение Шарлевуа-Камураска магнитудой 6,2 1925 года» . www.earthquakescanada.nrcan.gc.ca . Проверено 25 марта 2021 .
  18. ^ volcano.si.edu https://volcano.si.edu/reports_additional.cfm?name=Apoyo . Проверено 25 марта 2021 . Отсутствует или пусто |title=( справка )
  19. ^ "Величина 9,1 - ОТ ЗАПАДНОГО ПОБЕРЕЖЬЯ СЕВЕРНОЙ СУМАТРЫ" . 2012-08-17. Архивировано из оригинала на 2012-08-17 . Проверено 25 марта 2021 .
  20. ^ "Japan Meteorological Agency". www.jma.go.jp. Retrieved 2021-03-25.
  21. ^ National Geophysical Data Center (1972), Global Significant Earthquake Database, NOAA National Centers for Environmental Information, doi:10.7289/v5td9v7k, retrieved 2021-03-25
  22. ^ International handbook of earthquake and engineering seismology. William Hung Kan Lee, International Association of Seismology and Physics of the Earth's Interior. Committee on Education, International Association for Earthquake Engineering. Amsterdam: Academic Press. 2002–2003. ISBN 0-12-440652-1. OCLC 51272640.CS1 maint: date format (link) CS1 maint: others (link)
  23. ^ "The Great Cutch Earthquake of 1819". ndgc.noaa.gov. Retrieved 2021-04-07.
  24. ^ "M9.2 Alaska Earthquake and Tsunami of March 27, 1964". earthquake.usgs.gov. Retrieved 2021-03-25.
  25. ^ "The Reinhardt Thiessen coal thin-section slide collection of the U.S. Geological Survey; catalog and notes". 1976. doi:10.3133/b1432. Cite journal requires |journal= (help)
  26. ^ Satake, Kenji; Atwater, Brian F. (May 2007). "Long-Term Perspectives on Giant Earthquakes and Tsunamis at Subduction Zones". Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 35 (1): 349–374. Bibcode:2007AREPS..35..349S. doi:10.1146/annurev.earth.35.031306.140302. ISSN 0084-6597.
  27. ^ Xu, Yueren; Liu-Zeng, Jing; Allen, Mark B.; Zhang, Weiheng; Du, Peng (March 2021). "Landslides of the 1920 Haiyuan earthquake, northern China". Landslides. 18 (3): 935–953. doi:10.1007/s10346-020-01512-5. ISSN 1612-510X. S2CID 221568806.
  28. ^ USGS: Did you feel it? for 20 May 2011
  29. ^ British Geological Survey. "UK Historical Earthquake Database". Retrieved 2018-03-15.
  30. ^ "Modified Mercalli Intensity Scale". Association of Bay Area Governments.
  31. ^ Allen, Wald & Worden 2012.
  32. ^ http://www.gmpe.org.uk
  33. ^ Musson 2000.
  34. ^ "ShakeMap Scientific Background". USGS. Archived from the original on 2009-08-25. Retrieved 2017-09-02.

Sources[edit]

  • Allen, Trevor I.; Wald, David J.; Worden, C. Bruce (2012-07-01). "Intensity attenuation for active crustal regions". Journal of Seismology. 16 (3): 409–433. Bibcode:2012JSeis..16..409A. doi:10.1007/s10950-012-9278-7. ISSN 1383-4649. S2CID 140603532.</ref>
  • Davenport, P. N.; Dowrick, D. J. (2002), Is there a relationship between observed felt intensity and parameters from strong motion instrument recordings? (PDF).
  • Davison, Charles (June 1921), "On scales of seismic intensity and on the construction and use of isoseismal lines", Bulletin of the Seismological Society of America, 11 (2): 95–129.
  • Dewey, James W.; Reagor, B. Glen; Dengler, L.; Moley, K. (1995), "Intensity Distribution and Isoseismal Maps for the Northridge, California, Earthquake of January 17, 1994" (PDF), U. S. Geological Survey, Open-File Report 95-92.
  • Grünthal, Gottfried (2011), "Earthquakes, Intensity", in Gupta, Harsh K. (ed.), Encyclopedia of Solid Earth Geophysics, pp. 237–242, ISBN 978-90-481-8701-0
  • Musson, R.M.W. (2000). "Intensity-based seismic risk assessment". Soil Dynamics and Earthquake Engineering. 20 (5–8): 353–360. doi:10.1016/s0267-7261(00)00083-x.
  • Musson, Roger W.; Grünthal, Gottfried; Stucchi, Max (April 2010), "The comparison of macroseismic intensity scales", Journal of Seismology, 14 (2): 413–428, Bibcode:2010JSeis..14..413M, doi:10.1007/s10950-009-9172-0, S2CID 37086791.
  • Musson, Roger M. W.; Cecić, Ina (2012). "Chapter 12: Intensity and Intensity Scales" (PDF). In Bormann, Peter (ed.). New Manual of Seismological Observatory Practice 2. New Manual of Seismological Observatory Practice 2 (Nmsop2). doi:10.2312/GFZ.NMSOP-2_ch12..
  • Richter, Charles F. (1958), Elementary Seismology, W. H. Freeman, ISBN 978-0716702115, LCCN 58-5970.
  • Stover, Carl W.; Coffman, Jerry L. (1993), "Seismicity of the United States, 1568 – 1989 (Revised)" (PDF), U.S. Geological Survey, Professional Paper 1527.
  • Wood, Harry O.; Neumann, Frank (1931), "Modified Mercalli Intensity Scale of 1931" (PDF), Bulletin of the Seismological Society of America, 21 (4): 277–283.

External links[edit]

  • National Earthquake Information Center (U.S.)
  • Modified Mercalli Intensity Scale – United States Geological Survey
  • The Severity of an Earthquake - United States Geological Survey
  • U.S. Earthquake Intensity Database – NOAA
  • Earthquake Intensity—What controls the shaking you feel? – IRIS Consortium