防灾科普|我们是如何监测到地震的?


地震,是由于地壳运动、各大板块相互挤压碰撞破裂所产生的振动。这样一个普遍的自然现象,却给我们带来不可磨灭的伤痛。

为了减轻地震带来的伤害,人类不断地对地震进行着监测和研究。那么,当地震发生的时候,我们是利用“地球的听诊器”——地震仪监测到地震的。

1.地震仪的作用

地震仪是记录地面运动的仪器,能够时刻监测、记录地面运动情况,并将地面运动过程以波形的形式记录下来,根据地震波形的特征及走时可计算出发震时刻、震中位置、震源深度、震级等地震参数,并判断出是地方震、近震、远震或极远震等。

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值得注意的是,地震仪是对地震实时记录的,是检测地震而非预测地震


2.地震仪的组成及原理

地震仪由2部分组成,分别是地震计(拾震器)和记录器。

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地震计,又叫拾震器,它是接收地面运动的一种传感器,一般分为三个方向(水平南北向、水平东西向和竖直向)检测地面运动,并将地面运动转换为电信号输出。

记录器是将地震计输出的地动信号放大记录保存下来。

基本原理:

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基于地面上一个悬挂着的摆锤的惯性作用,当地震发生时,地面运动而摆锤保持不动,把摆锤和地面之间产生的相对运动记录下来就是一条具有不同起伏幅度的曲线,称为地震动曲线。曲线起伏幅度与地震波引起地面振动的振幅相应,它标志着地震的强烈程度。


3.地震仪的发展

世界第一台地动仪

公元132年中国东汉时期的科学家张衡发明了世界上第一台用于地震观测的地动仪。公元138年,设置在洛阳的地动仪检测到一次发生在甘肃省内的地震。这是人类历史上第一次用地震仪器检测到地震。

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具有复杂机械系统的地震仪

1855年意大利科学家卢伊吉·帕尔米里发明了真正意义上的具有复杂机械系统的地震仪。

第一台精确地震仪

1880年英国地理学家约翰·米尔恩发明了第一台精确的地震仪,它能够随时间变化记录地震动。1889年,其安置在德国波茨坦的现代地震仪记录到了发生在日本的一次地震,获得了人类历史上第一张地震图。

中国第一个地震观测台

1930年,我国老一辈地震学家李善邦建起了中国第一个地震观测台——北京鹫峰地震台并开展地震观测,先后研制出现代1(霓)式地震仪,51式系列地震仪。

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模拟地震仪

1949年中华人民共和国成立后,几个多震省份都设立了区域地震观测网,所用仪器为模拟地震仪。

模拟地震仪是以模拟量记录地震的地震仪,通过笔绘记录(烟熏、墨水)、照相机记录、磁带记录等方式,将微小的地面运动进行放大,再以波形的形式记录在纸上。

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数字化地震仪

20世纪60年代以来,数字化地震记录逐步发展起来,现如今我国普遍使用的是数字地震仪。

数字地震仪是由数据采集器将地震计输出的模拟信号放大、滤波后转换为数字信号,再以数字形式进行记录的地震仪。

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相比模拟地震仪,数字地震仪极大地提高了地震波形的记录质量,它所具有的宽频带、大动态、高分辨、低失真的技术特点,使其能够不失真地完整记录微小地震、中强地震和远处强震,为深入开展震源、地球内部构造、岩石圈等基础研究工作提供优质观测数据。


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