北京大学《地震概论》重点知识点

1、地震概论笔记（ 2016 春）第一章地震学的研究范围和历史1.地震是一种常见的自然现象，全球每年约发生500 万次地震。全球有6 亿多人生活在强震带上， 20 世纪约有 200 万人死于地震，预计21 世纪将约有 1500万人死于地震。我国是多地震国家，历史记载死亡人数超过20 万人的地震，全球6次，中国 4次。2. 地震的两面性：自然灾害给人类了解地球内部的信息3. 地震：地球内部介质（岩石）突然破坏，产生地震波，并在相当范围内引起地面震动。破坏开始的地方称为震源 （地球内部发生地震的地方。 理论上看成一个点，实际上是一个区）震源深度：将震源看做一个点，此点到地面的垂直距离称为震源深度。4.

2、 震中：震源在地表上的垂直投影。震中距：观测点与震中的大圆弧距离 （在地面上， 从震中到任一点沿大圆弧测量的距离）可证明是两点间的最短距离。烈度：宏观，实际的破坏程度（我国12 度烈度表）震级：微观标准表示地震能量大小，仪器测量（地震差一级，能量相差32 倍（ 101.5 ），两级相差1000倍 :log E 11.8+1.5M，E：能量， M：震级）两者都反映地震大小5. 分类：地震序列：主震型 （一个主震，多个余震） 震群型按震源深度分： 浅源：震源深度 < 60km 中源：60-300km 深源：> 300km按震中距分：地方震：震中距 <100km 近震： <1

3、000km 远震： >1000km（以观测点为圆心， 1000km为半径）6. 地震学是应用物理类课程。地震学只有 100 多年的历史，中日美在地震学三足鼎立第二章地震波第一节波的性质简述1. 液体、气体只能传播纵波，固体可以传播横波（ S 波）、纵波（ P 波）2. 波线和波阵面垂直3. 远离波源的球面波波面上任何一小部分视为平面波第二节地震波1. P 波和 S 波的主要差异总结： vP=3vS（1）P 波的传播速度比S 波快，地震图上总是先出现P 波。（2）P 波和 S 波的质点振动（偏振）方向相互垂直。（3）一般情况下，三分量地震图上 P 波的垂直分量相对较强， S 波的水平分量相

4、对较强。2. 频率上限：波长 < 分子间距：弹性波在介质中传播时存在频率上限。 （波长小到分子间距尺度时，介质不具备连续性，不能传播弹性波）3. 地震波：体波（ P 波：与体变相应， S 波：与切边相应）、面波：沿地球表面传播，速度总比 P 波小，与 S 波的速度相等或小一些（瑞利波：轨迹为逆进的椭圆，勒夫波：只有水平方向振动） 、地球自由震荡、脉动面波：周期越大的波，渗透深度越大；在半无限的均匀介质中，不产生洛夫波，而且它所产生的瑞利波没有频散。 地震记录中出现勒夫波以及有频散的瑞利波，则说明地下的介质时不均匀的或是成层的。波序： P 波、 S 波、勒夫波、瑞利波、地震尾波。首播（侧面

5、波）路径比直达波长，但速度快，超过一定临界距离后更快到达。地震波 地面入射4.P 波垂直分量较大， S 波水平分量较大5.S 波低频成分丰富6. 天然地震的震源破裂： 剪切破裂和剪切错动效应， 震源向外辐射的 S 波能量比 P 波强7.P 波通过时，质元无转动运动，而有体积变化，是一种无旋波S 波通过时，质元有转动运动，而无体积变化，是一种无散的等容波第三章地震波传播理论1. 射线理论（波动地震学）费马原理：地震波在介质中传播的路径为走时最短的路径能量束宽度 d 反比于 频率 f 走时方程（直达波，首波，反射波）2. 用到时差计算震中距地震波的走时曲线和走时方程P32-33 图 过程地球内部体

6、波传播P38 图P 波、 S 波和所有其他相关体波的走时曲线的斜率随震中距增大而减小，由于震中距越大，这些体波的穿透深度越深， 则表明从远距离传来的地震波在地球深部的传播速度要高于近地面的传播速度。 P40第四章地球内部结构1.1522 年，麦哲伦环球航行结束，证明地球是圆的2.1909 年，莫霍面的发现（地壳是通过研究首波发现的）3. 地震学判断是否为固体：能否传播 S 波地幔可传播 S 波（剪切波），地震学中通常视地幔为固体。4.1906 年，英国奥尔德姆发现地核（外核）5.1914 年，古登堡面（核幔界面）的发现古登堡：用反射波观察，估计地核深度为2900km，实为 2891km6.19

7、35 年，丹麦、莱曼发现内核正演问题，反演问题P52-53第五章地震机制断层 P57地球内部什么深度压力最大：地心深海潜艇不能很大，应力很大。1. 断层走向：站在断层的地表面上， 上盘在你的正右方， 你所面对的方向为走向方向（指断层面与地表交线与正北方向的顺时针夹角）2. 正断层：上盘相对于下盘下滑（垂直力大）逆断层：上盘相对于下盘上升（垂直力小）走滑断层：左旋 / 右旋（在一层上看另一层， 向 _滑，就是 _旋。垂直力适中）应力水平方向大：逆断层应力垂直方向大：正断层应力二者差不多：走滑断层例子：家里有一块地，正断层变大，逆断层变小，走滑断层不变? 摩天大楼的设计需要能够做一部分的摆动。否则

8、遇到强风或者地震，如果不允许弹性摆动，那么只能断裂了。3. 弹性能：发生弹性应变，释放能量。地震是储存在断裂面附近的岩石中应变能的灾难性释放。地震大部分能量转变成热能。余震：来回调整到达平衡的过程。4. 弹性回跳模型1915 年，魏格纳提出大陆漂移的理论。海洋的年龄不超过2 亿年（ 180 百万年）弹性回跳 P59-60震源机制 P63-64第六章地震仪及地震基本参数的测定1. 加强人口密集区地震监测与地震防范是减轻地震灾难的有效途径地震在时间和空间上分布不均匀。构造地震最多。2.92%的地震发生在地壳中（上半 >下半），其余的发生在地幔上部（多为浅源）3. 里氏震级： 100km外，最

9、大地震波幅度的对数（以微米为单位）震级没有上下限（可能会产生负值）4. ML lg A：A 表示标准地震仪距震中 100km记录的最大水平地动位移 （微米）。地震矩：无饱和，有物理意义Ml,Ms,MbA ：有饱和，无物理意义5. 震级的测定精度在 0.3 左右。基本烈度（偶遇烈度或中震烈度） ：一个地区未来 50 年内一般场地条件下可能遭受的具有 10%超越概率的地震烈度值称为该地区的基本烈度， 相当于 475 年一遇的最大地震的烈度。设防烈度： 6 度以上。盆地效应，边缘效应P1326. 基岩上地震动幅值小、持续短、震害轻。淤泥和填充地则放大地震波，像震动的果冻碗一样。面波：周期长，远处楼高

10、易坏。体波：周期短，能量大，近处平房易坏。第七章地震预报1. 地震预报：省、自治区人民政府2. 谣言：准确的、国外来的3. 传统地震学采用远场效应研究优点：震源可近似为点源，可对震相分别研究缺点：丢掉了许多近场高频信息。4. 高频：体波。 低频：面波。 楼越高，固有频率越低。月球引力小故相同地震对月球破坏大。5. 泥石流：垂直于泥石流的方向逃生第十章海啸1. 海啸传播速度： 700-800 公里，类似于喷气式飞机海啸对海洋中航行的船影响不大，主要破坏力在岸边。海啸由海底地震引起2. 地震发生海啸条件：（ 1）地震要发生在深海区； （ 2）地震震级要大；（3）具备开阔并逐渐变浅的海岸条件。3.

11、海啸波在大洋中，波高小于一米，不会造成灾害，进入浅海后，波高可达几十米4. 水深远小于水波长时：水波速 v = 根号 (gd)小组报告1. 中子星：密度很大，有星震（规模很大，里氏 22 级）中子星震级高。2. 震后疫情介绍及防治手段古时，大灾之后，必有大疫今，大灾之后防大疫震例：1556 年（明，嘉庆），陕西（关中）华县（州）大地震，华夏大地震，有史以来全球死亡人数最多， 83 万；1668 年（清），郯城，烈度 12，八级，破坏性大，清朝效率高，瘟疫未流行3. 气象与地震的关系： 与降水、干旱等有关，但不确定性大，地震云为民间的（学界未承认）4. 建筑中的抗震设计5. 地震的次生灾害：物理

12、性、心理性6. 中日建筑的抗震比较中国古代：木质，榫卯结构中国要求：小震不坏，中震可修，大震不倒日本要求：中震不坏，大震不倒补充 :1. 汶川大地震：能量大，相当于 1100 颗广岛原子弹（逆冲断层）2. 仙台大地震：韩日之间的距离变大（逆冲：日本块，韩国慢）3. 远震，面波发育，频率低，周期长，低矮的建筑物受损小，高大的建筑物受损严重进震，体波发育，频率高，周期短，高大的建筑受损小4. 城市化的发展，地震频率不变，人们感知到的地震比之前多了还是少了？楼高，固有频率变低，更能感觉到远处的地震，感觉到的地震更多了5. 地铁过，没有感觉：在泥土中传播的小6. 月球和地球上发生相同规模的地震，哪个上面严重？月球严重引力小，容易晃动受损7. CBD&北大面波比体波衰减慢，振幅大，周期长，传播远，在宏观烈度大