最近,中国和日本都发生了不同程度的强震,国内的地震预警系统也突然火了起来。身边经常有小伙伴问我,两个地震看似都是同级别,除了受灾程度不一样具体又有什么区别呢?接下来我们简单谈一谈四川长宁地震与日本新泻地震的区别。震级单位不同大家对“里氏震级”这个名词应该不陌生,但是事实上形容地震能量级的单位不仅仅只有里氏震级这一个。我们看到的震级通常用“M”来表示,其实细分的话根据不同数据采集方式及计算过程震级有很多种。而我们常说的里氏震级(近震震级)的缩写是:ML。中国地震台网公布的四川长宁地震级是由表面波测定的,通常缩写为MS,日本气象厅公布的日本新泻地震震级单位是由日本气象厅震级MJ和矩震级MW所标注的。由于不同种类震级的数据采集和计算方式不同,这也是为什么往往同一处地震各个国家机构给出的震级有时会不同的原因。如果我们将这两次地震的能量级都设定为震源处矩震级的话,根据美国地质调查局的测定,四川长宁矩震级暂定为5.8,而日本新泻矩震级暂定为6.4(数据来自hi-net日本防灾科研高感度地震观测网)。将两个地震的矩震级进行对比的话,日本新泻地震所释放的能量大约是长宁地震的15倍。地震烈度不同对于国内的小伙伴们来说,地震烈度这一名词相对比较陌生,但是实际上与我们的生命财产安全关系最密切的就是地震烈度啦。地震烈度,简单来说是我们人体及地表能够感知的摇晃程度,也就是对地表的损害程度。震级与地震烈度的关系,就好比灯泡和它释放的光线的关系。灯泡就是震源,它所释放的能量就是震级。而光线就好比地震波,不同位置测量的数据就好比不同位置的地震烈度、越远离灯泡的地方相对光线就越暗,地震烈度也会越低。如果我们确定一个能量级的震源设定在很深很深的地下,这时它对地表的影响要比在浅处时小很多。这也就是为什么当我们看到震级时要先确认震源深度,而且对于普通民众来说地震烈度级别的告知要比震级的告知更重要。日本定义的震度,其实就是我们国家也早早制定好的同种含义的地震烈度。目前地震烈度这个概念,不同地区和国家有各自不同的定义。对于日本而言震度(地震烈度)这一概念的级别定制在1995年进行过一次大改。1995年日本兵库县南部地震之前,日本的震度制定是没有任何实际地震波数据根据制定的,当时是由地震相关工作人员,通过对已发生地震的受灾情况进行不同程度的分类而制定(体感震度)。1995年之后,由于发现之前制定的体感震度方法并不严谨,所以又重新根据地震计所测得的各项数据进行计测震度的制定,也就有了日本现在的震度表。可以说,正是因为计测震度表的制定,现在日本收到的紧急地震预警才会同时播报震度级别。中国的地震烈度是根据麦加利地震烈度的基础上进行改制的。此次四川长宁的地震烈度经由美国地质研究所的推断最高烈度为6度,而日本新泻这次地震的最高震度换算成国内的地震烈度则为10~11度。所以,从地震烈度去比较两个地震,日本新泻地震对地表的影响程度要更大一些。地震震源机制不同四川长宁地震为横移断层地震活动,而日本新泻地震则为上下位移的逆断层活动。震源机制不同其实跟地下构造有很大的原因。与日本相同的是我国也是一个地震多发国家,不同的是,日本处于四大板块(太平洋板块、菲律宾板块、欧亚大陆板块及北美板块)交接处,像此次新泻地震,就是处于板块交接移动带的地震。震源机制的不同也会引发后续余震数量及种类的不同。中国主要区域位于亚欧大陆板块之上、普遍发生的地震为内陆地震。这次四川长宁地震是发生于横移断层的地震活动,会相继引发附近断层的断层位移,从而导致余震数量很多。(截至6月18日10时整,共记录到2.0级及以上余震62次,其中5.0-5.9级2次,4.0-4.9级3次,3.0-3.9级10次,2.0-2.9级47次,目前最大余震5.3级。)简单说,四川长宁地震是发生于断层带上的地震与日本新泻地震发生在板块交接移动带有着本质上的区别。受灾情况的不同两个地震同属极浅型地震,虽然两个地震的地震发生机制不同,但对于地表的灾害影响程度都很大。我们通过地震烈度来看,会发现日本新泻地震的破坏程度要比四川长宁的破坏程度厉害很多。四川长宁地震灾区出现了死亡事件,为什么截止目前日本新泻地震受灾区域只有受伤者?部分原因和国情有关。首先,作为地震大国,日本建筑的耐震性普遍较高。日本在1920年开始就将耐震基准设定在建筑法案里,1983年开始实施《房屋新耐震基准则》再次提高了建筑的耐震性,对于之前建造完成的房屋也采取了民众半额政府半额方式进行加固。再一个是民众的防灾意识。日本这个处于四板块交汇带的国家,防震抗震意识的普及率非常的高。在四川汶川大地震后,我国也加强了地震研究和防灾的宣传演练,可以说现在国内民众的防灾意识正在逐步提高。地震带来的次生灾害天然地震的形成,简单说就是地下堆积的能量太多了,只有通过能量释放而恢复平衡。而不同地下构造、地表会因为这种能量的释放产生不同的次生灾害。在日本新泻地震中,日本气象厅同时发布了海啸预警。除了海啸,还有哪些地震带来的次生灾害?海啸其实深处内陆国家,除了沿海城市以外,我们不必过多担心海啸的问题。海啸的形成简单说是由海底地震或沿海地震发生的地震、断层位移而引起的,并不是平白无故地发生。一般来说,断层位移面越大引发的海啸相对来说便会越大,然而我们需要注意的是,断层的位移并不全都是在一瞬间或者说很快完成的。当位移很慢时,所产生的振动其实很小,但是如果最终位移距离很大所产生海啸是很大的。所以,并不是只有发生大地震才会发生大海啸,地壳运动所产生的断层位移也是产生海啸的原因之一。我们可以通过检测断层位移提前发出海啸的预警。从2004年印度洋大地震引发的海啸开始,海啸预警系统可以说取得了很大的进展。虽然在2011年3月11日的东日本大震灾中海啸造成了极其惨重的伤亡,但实际上,当时发出的海啸预警很大程度上减小了受灾的程度。如今海啸的预警机制,也在不断地努力完善中。山体滑坡、泥石流确切的说,这两个并不应该放在一起去相提并论,但是它们又很相似。通俗点说当地震发生时,降低了地表的摩擦系数,就会发生因外作用力而产生泥土山石移动的情况。这些情况经常发生于受外力影响较大的山侧、倾斜度大的区域。如果再加上下雨,雨水充当润滑剂,不用多说次生灾害的影响会越来越大。其实这种次生灾害,并不单单只有地震所引起,大雨等因素也会造成地表摩擦系数减小而引发这类灾害。其实关于地震会引发的次生灾害还有很多,但是相对于地震灾害本身而言,这类次生灾害是可以提前勘查、预测从而避免的。我们可以通过地质勘查来确定山区是否有山体滑坡的危险,从而进行相对应的防护措施。如果发现有村落坐落于山体滑坡高危区域,可以通过搬离或者人工打桩加固等方式进行预防。现代“地动仪”——地震预警系统首先我们要知道什么是地震预警系统,地震预警并不是地震预测预知,而是由分布各地的地震计收集已发生地震的地震波来推导哪里是震源、震源能量级和传播到地面的破坏力度及范围,也就是上文所说的地震烈度。很明显,目前我国的预警系统并没有直接预警地震烈度,但这也是未来地震研究的方向之一。地震预警系统是如何运作的?其实不同国家的预警系统运作方式都不同,以日本的预警系统为例。当地震发生时,距离震源最近的地震计首先接收到地震波数据,传达给研究所,这时预警系统的工作人员们最先知道发生了地震,但不能立即发布。当地震波到达第二个地震计的时候,这个阶段工作人员可以大概确定震源震级的初步情况。只有地震波传达给第三个地震计的时候,才能更精确的筛出误差及干扰项,正确发送地震紧急预警。所以说,每次地震预警都是经过三次慎重计算之后再进行发布的。至于为什么能提前,是因为电磁波速度比地震波速度还要快,利用这个时间差而进行的地震预警。地震预警系统依旧存在误差日本北关东地区曾经发布过一条紧急地震预警,然而实际的地震烈度几乎没什么感觉。这次地震的震源源于海底,并不是在陆地,日本境内目前所分布的地震计都是在陆地上,而陆地上的地震计只能接受部分数据,进而导致地震预警与实际震度产生了误差。陆地上地震预警同样也会存在误差,除了地震计密度不够、数据采集不够,还要考虑到地质条件等各种干扰性因素。但是值得肯定的是,现在的地震预警研究学者们,一直在努力的提高预警精确度!现在最新的地震预警系统的研究方向之一是:直接通过中途捕获的地震波,预测后续地震波传递路程进行预警,这种方式可以节省几秒至几十秒的时间,让地震预警的速度更快。大家可不要小瞧这节省的这几秒,它可以让地震预警的盲区缩短不少。虽然人类目前不能阻止地震的发生,但是可以通过科学仪器对地震的发生发出预警。地震发生时,时间就是生命,希望地震预警系统能够更加完善、更加智能,在对地震发生后的及时防灾减灾中发挥更重要的作用。作者 |【中】段岁寒 日本茨城大学地球物理专业博士审稿 | 段清明 吉林大学仪器科学与电气工程学院教授编辑 | 王波文章由腾讯科普“科普中国头条创作与推送项目”团队推出转载请注明来自科普中国