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 нетренированные 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] Кроме того, строительные нормы и методы эволюционировали, что сделало большую часть построенной среды более прочной; 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 одну 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]

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. СлабыйДовольно ощутимо ощущается людьми в помещении, 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 врезание тяжелого грузовика 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. СуровыйНебольшие 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.
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.
X. ExtremeНекоторые хорошо построенные деревянные постройки разрушены; большая часть кладочных и каркасных конструкций разрушается вместе с фундаментом. Рельсы загнуты.
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.
XII. ЭкстремальныйУщерб общий. На поверхности земли видны волны. Линии обзора и уровня искажены. Предметы подбрасываются вверх в воздух.

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 г., глубиной 164 км, имело максимальную интенсивность I, [17], а землетрясение магнитудой 2,2 в Барроу-ин-Фернесс , Англия, в 1865 г., примерно на 1 км. глубокий, имел максимальную интенсивность VIII. [18]

Маленькая таблица является приблизительным ориентиром для степеней шкалы MMI. [16] [19] 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 [20] 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. [21] 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. [22]

Корреляция с физическими величинами [ править ]

Шкала MMI не определяется с точки зрения более точных, объективно поддающихся количественной оценке измерений, таких как амплитуда дрожания, частота дрожания, 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. [23]

Сравнение со шкалой моментной величины [ править ]

Последствия любого землетрясения могут сильно различаться от места к месту, поэтому многие значения MMI могут быть измерены для одного и того же землетрясения. 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 «повреждение 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. ^ USGS: Вы это почувствовали? на 20 мая 2011 года
  18. ^ Британская геологическая служба . «База данных по историческим землетрясениям Великобритании» . Проверено 15 марта 2018 .
  19. ^ "Модифицированная шкала интенсивности Меркалли" . Ассоциация правительств области залива .
  20. ^ Аллен, Wald & Уорден 2012 .
  21. ^ http://www.gmpe.org.uk
  22. Перейти ↑ Musson 2000 .
  23. ^ «ShakeMap Scientific Background» . USGS . Архивировано из оригинала на 2009-08-25 . Проверено 2 сентября 2017 .

Источники [ править ]

  • Аллен, Тревор I .; Уолд, Дэвид Дж .; Уорден, К. Брюс (01.07.2012). «Ослабление интенсивности для активных областей земной коры». Журнал сейсмологии . 16 (3): 409–433. DOI : 10.1007 / s10950-012-9278-7 . ISSN  1383-4649 .</ref>
  • Давенпорт, штат Пенсильвания; Доурик, DJ (2002), Есть ли связь между наблюдаемой интенсивностью ощущений и параметрами, полученными при записи инструментов с сильным движением? (PDF).
  • Дэвисон, Чарльз (июнь 1921 г.), «О масштабах сейсмической интенсивности и о построении и использовании изосейсм» , Бюллетень Сейсмологического общества Америки , 11 (2): 95–129.
  • Дьюи, Джеймс У .; Рейгор, Б. Глен; Dengler, L .; Moley, K. (1995), «Карты распределения интенсивности и изосейсм для Нортриджа, Калифорния, землетрясение 17 января 1994 г.» (PDF) , Геологическая служба США , Отчет в открытом доступе 95-92.
  • Грюнталь, Готфрид (2011), «Землетрясения, интенсивность» , в Гупте, Харш К. (ред.), Энциклопедия геофизики твердой Земли , стр. 237–242, ISBN 978-90-481-8701-0
  • Муссон, RMW (2000). «Оценка сейсмического риска по интенсивности». Динамика почвы и сейсмостойкость . 20 (5–8): 353–360. DOI : 10.1016 / s0267-7261 (00) 00083-X .
  • Муссон, Роджер У .; Грюнталь, Готфрид; Stucchi, Макс (апрель 2010), "Сравнение шкал макросейсмических интенсивностей" , журнал сейсмология , 14 (2): 413-428, DOI : 10.1007 / s10950-009-9172-0.
  • Муссон, Роджер М.В. Сечич, Ина (2012), «Глава 12: Интенсивность и шкалы интенсивности» (PDF) , в Борман, Питер (ред.), Новое руководство по практике сейсмологической обсерватории 2 , doi : 10.2312 / GFZ.NMSOP-2_ch12.
  • Рихтер, Чарльз Ф. (1958), Элементарная сейсмология , WH Freeman, ISBN 978-0716702115, LCCN  58-5970.
  • Стовер, Карл В .; Коффман, Джерри Л. (1993), "Сейсмичность Соединенных Штатов, 1568 - 1989 (пересмотренная)" (PDF) , Геологическая служба США , Профессиональный документ 1527.
  • Вуд, Гарри О.; Нойман, Франк (1931), «Модифицированная шкала интенсивности Меркалли 1931 года» (PDF) , Бюллетень Сейсмологического общества Америки , 21 (4): 277–283.

Внешние ссылки [ править ]

  • Национальный центр информации о землетрясениях (США)
  • Модифицированная шкала интенсивности Меркалли - Геологическая служба США
  • Сила землетрясения - Геологическая служба США
  • База данных по интенсивности землетрясений США - NOAA
  • Интенсивность землетрясения - что контролирует дрожь, которую вы чувствуете? - Консорциум IRIS