5月12日四川汶川大地震讓國(guó)人動(dòng)容、讓世界震驚。在18日下午,經(jīng)過(guò)中國(guó)地震局正式發(fā)布,汶川地震的震級(jí)最終修訂為M8.0級(jí),為什么地震震級(jí)在地震發(fā)生后被多次修改。網(wǎng)站編者特地向地震觀測(cè)方面的專家陳會(huì)忠研究員了解情況。
據(jù) 陳會(huì)忠 教授解釋,地震震級(jí)的精確測(cè)定特別是特大地震的精確測(cè)定是比較復(fù)雜的過(guò)程,考慮到地震特別是重大地震的結(jié)果要快速報(bào)告政府和公眾,因此,世界各國(guó)在地震參數(shù)的確定和發(fā)布上,大部分都采用多次修訂、發(fā)布,自動(dòng)處理和人機(jī)結(jié)合的方式。
我國(guó)的地震部門在地震的報(bào)告產(chǎn)出上分為速報(bào)、日?qǐng)?bào)和終報(bào)等多種報(bào)告形式,在不同的報(bào)告中對(duì)處理的時(shí)間要求不同,采用的觀測(cè)臺(tái)站的數(shù)量也不一樣。因此,對(duì)于同一個(gè)地震的位置、震級(jí)等參數(shù)也可能有一些的差異。
對(duì)于特大地震,中國(guó)地震局是本著極其認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度,需要綜合全國(guó)甚至是境外大量地震觀測(cè)臺(tái)站的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析并最終進(jìn)行確認(rèn)的。對(duì)于這次汶川地震,有網(wǎng)友在5月12日就發(fā)現(xiàn)出了多個(gè)震級(jí),新聞報(bào)道有8.0、甚至8.2等的說(shuō)法,這些震級(jí)的來(lái)源多半是由地方、省地震局的地震臺(tái)網(wǎng)處理的結(jié)果。實(shí)際上不同的地震臺(tái)站由于所處的位置對(duì)地震波的衰減和響應(yīng)不一樣,采用的地震儀器頻帶不同,測(cè)定的震級(jí)是會(huì)有差別的,有的差別還比較大。一般來(lái)說(shuō),遠(yuǎn)離震中的臺(tái)站,差異較小,一致性也比較好。全球地震臺(tái)站測(cè)定這次地震的震級(jí)從7.5到8.3都有,甚至還更大。因此精細(xì)分析需要盡量多的地震臺(tái)測(cè)定,然后取平均的結(jié)果,使用臺(tái)站越多就越準(zhǔn)確。地震速報(bào),特別是大地震速報(bào),要求的是快速測(cè)定地震參數(shù),為了快速向政府和公眾通報(bào)震情,速報(bào)測(cè)定往往是選擇地震波先到達(dá)的臺(tái)站數(shù)據(jù),震級(jí)測(cè)量的誤差會(huì)大一些。
國(guó)外地震速報(bào)的也是這樣,有時(shí)為了快,甚至直接采用自動(dòng)定位的結(jié)果,如果跟蹤大家發(fā)現(xiàn)他們的誤差較大,甚至有時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。比如美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局初訂面波震級(jí)為7.8(后修改為7.5又改回),在第二天震級(jí)被修訂矩震級(jí)Mw7.9;歐洲地中海地震臺(tái)網(wǎng)中心初訂矩震級(jí)是Mw7.5,修訂為矩震級(jí)Mw7.9;日本氣象廳測(cè)定面波震級(jí)是M7.9,俄羅斯測(cè)訂的面波震級(jí)是M8.0。
我國(guó)的地震速報(bào),特別是大地震速報(bào)要求比較嚴(yán)格,我國(guó)大地震一直使用面波震級(jí),這次地震的震級(jí)速報(bào)確定為M7.8,現(xiàn)在最終修訂為M8.0。中國(guó)地震局(中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心)能夠在地震發(fā)生后12分鐘內(nèi)確定了地震震中位置和比較準(zhǔn)確的震級(jí)大小,還是比較出色地完成了大地震速報(bào)的任務(wù),這也為黨和政府快速反應(yīng)提供了第一手的資料。中國(guó)地震局也在地震后作出了相應(yīng)和緊急處置,于15:03即宣布啟動(dòng)一級(jí)地震應(yīng)急預(yù)案,中國(guó)國(guó)際救援隊(duì)也自建隊(duì)以來(lái)第一次全隊(duì)全體集結(jié),于19:45從北京南苑機(jī)場(chǎng)起飛趕赴災(zāi)區(qū)。
汶川至北京的距離大約1530公里,地震波首波,也叫初至波傳播所需時(shí)間約4分鐘,而測(cè)定震級(jí)需要的最大振幅的地震波至少需要7分鐘左右才能到達(dá)。因此,速報(bào)的震級(jí)測(cè)定只能使用距震中較近的地震臺(tái)。要知道12分鐘地震波首波還沒(méi)有到達(dá)美國(guó)和歐洲,地震波首波傳遍全球須要20多分鐘。測(cè)定震級(jí)所需要的面波時(shí)間就更長(zhǎng)了。在這種情況下地震速報(bào)只能選擇離震中位置較近的少量地震臺(tái),震級(jí)就會(huì)出現(xiàn)一些誤差。
在特大地震發(fā)生后,按照有關(guān)地震速報(bào)、地震震級(jí)發(fā)布的技術(shù)流程,中國(guó)地震局組織中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心收集、分析更多的數(shù)據(jù)對(duì)汶川地震結(jié)果進(jìn)行最終的修訂,這和國(guó)際上各國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)的做法是一致的,也是科學(xué)的。最明顯的例子是2004年蘇門答臘地震,美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局開(kāi)始至測(cè)定為6級(jí)多,后修改為8.1級(jí),第三天修訂為8.9級(jí),幾個(gè)星期后確定為9.3級(jí)。由此可以說(shuō)中國(guó)地震局修訂汶川地震震級(jí)是合理的。
為了求證陳會(huì)忠研究員的說(shuō)法,網(wǎng)站編者還電話連線了中國(guó)地震預(yù)測(cè)研究所、中國(guó)地震局地球物理研究所研究員,中國(guó)科學(xué)院院士陳顒先生。據(jù)陳院士說(shuō),中國(guó)地震局將汶川地震震級(jí)修訂為8.0級(jí)是有科學(xué)依據(jù)的。一個(gè)有力的證據(jù)就是,他從網(wǎng)上查閱了一個(gè)經(jīng)典德國(guó)地震臺(tái)的資料,這個(gè)地震臺(tái)在唐山地震時(shí)就已經(jīng)采用數(shù)字化儀器并投入工作,現(xiàn)在還在使用。從這個(gè)臺(tái)站記錄到的唐山和汶川兩次地震的資料比較,汶川地震的振幅要大于唐山,說(shuō)明汶川地震比唐山地震更大。
德國(guó)GRA1地震臺(tái)臺(tái)站(,49.7°N,11.2°E)記錄的汶川和唐山地震的波形比較圖
該圖上半部分為唐山地震記錄(震中距=70.417°),下半部分為汶川地震記錄(震中距=68.337°)。對(duì)比兩次地震的震動(dòng)記錄,可以看出汶川震動(dòng)比唐山要強(qiáng)。

汶川8.0地震的地震波P波在中國(guó)理論傳播時(shí)間圖
(上圖顯示了汶川地震的地震波傳播到中國(guó)全境的時(shí)間情況,中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心制圖)

汶川8.0地震的地震波P波理論傳播時(shí)間圖
(上圖顯示了汶川地震的地震波傳播到全球的時(shí)間情況。中國(guó)地震臺(tái)網(wǎng)中心制圖)