仪器烈度国内外使用情况分析总结

杨奕+李元

摘 要：本文简单总结了烈度的历史并搜集了目前世界范围内主要国家的仪器烈度使用情况，把这些国家的仪器烈度计算确定方法做了简要总结，希望能为我国仪器烈度的发展提供一些参考。

关键词：仪器烈度;计算方法;烈度

一、地震烈度的历史源远流长

可以追溯到16世纪中期，意大利人Jacopo Gastaldi在研究1764年7月20日Maritimo Alps地震破坏时，在地图上用不同的颜色标出各地区受到的地震影响大小，这就是最早的地震烈度表的雏形。此后，各国研究者陆续编制或修定的地震烈度表有60多种。目前，各国采用的地震烈度表接近一致，除日本、我国台湾外，各国普遍采用分十二度的烈度表，各烈度表情况如下：

（一）Modified Mercalli Intensity Scale简称MMI烈度表

MMI烈度表在美国及欧美许多国家和地区使用，它最早由意大利人M.S.De.Rossi于1874～1878年编制完成，共分I～X度，是世界上第一个具有使用价值的地震烈度表。1902年意大利人Mercalli对其进行了修改，从十度扩充到十二度，并借鉴了Milne和大森房吉的研究经验，为烈度配上加速度这一地震动参数当量，这就是Mercalli-Cancani烈度表。

（二）中国地震烈度表和MMI烈度表一样，共划分为I～XII度

1957年，谢毓寿先生结合我国建筑物的形式和结构特征，编成了《新中国地震烈度表》。上世纪70年代，刘恢先院士结合国内主要破坏性地震的现场调查资料，领导修订并形成了《中国地震烈度表》（1980）。90年代，由中国地震局工程力学研究所陈达生等人牵头，在1980年地震烈度表的基础上吸收了现场调查和历史资料的分析结果，编写了《中国地震烈度表》（1999）。这三代地震烈度表的共同特点是其评定判据都依据人的感觉、人工设施的破坏和自然环境的破坏。

（三）MSK烈度表

MSK烈度表是俄罗斯及东欧许多国家和地区的通用烈度表，它是在1964年由S.Medvegev、W.Sponheuer、V.Karnik三人共同编制的，和MMI烈度一样，共分十二度，同时MSK烈度表给出了不同烈度时的地面最大加速度、速度、位移的取值范围。

（四）1998年欧洲地震学委员会制定的烈度表（EMS98）

此表划分为十二度，它最早的版本是1964年由S.Medvegev、W.Sponheuer、V.Karnik三人联合研究完成的。

（五）1984年我国台湾气象局制定了烈度表

此表划分为7度。

（六）日本气象厅烈度表（JMA）

日本气象厅烈度（JMA烈度），它将地震烈度分为有感和无感两类，其中无感为“0度”、有感地震共分“8度”。

在地震应急救援过程中，不仅仅需要知道地震的震中和震级，更需要知道地震破坏程度的空间分布。仪器烈度的定义是：如果烈度速报所给出的烈度是根据强震观测记录得到的，这个速报的烈度就称为仪器烈度。

二、世界各主要仪器烈度系统介绍

（一）美国ShakeMap（震动图）系统

ShakeMap（震动图）系统的概念最先由David J. Wald提出，在1996年由他和Vincent Quitoriano开始设计并在加州安装，随着该系统的不断应用与完善，使其推广至美国其它地震危险区。ShakeMap综合利用地震仪器记录和地震位置、震级与地质信息，估计地震影响地区的地震动强度变化，并快速、自动地生成震动图和仪器烈度图。震动图包括PGA、PGV和三个周期点（0.3s，1s和3s）的加速度反应谱值等值线图，仪器烈度图生成时采用的的地震动参数为PGA和PGV。

（二）台湾CWB速报震度

台湾中央气象厅（CWB）于1991～1996年在台湾安装了上千台强震仪，并于1996年开始烈度速报应用，并在1999年集集地震中初见成效，这也促进了烈度速报系统在全世界范围内的推广。现在的系统由82台实时台站和650台强震台站组成，可以在震后快速地（小于2分钟）获得PGA分布图和速报震度图。目前生成震度图时采用的地震动参数为峰值加速度，但有研究建议采用峰值速度更加可靠。

（三）日本JMA仪器烈度

日本气象厅（JMA）在1991年提出并开始JMA烈度速报，并且不再进行实际烈度调查。日本地震台网密集，超过4500个台站，台站间距5km左右。另外，日本还有一些局部密集台阵，如横滨地区由150个台站组成的台阵和东京瓦斯株式会社（Tokyo Gas）的由331台加速度仪组成的地震信息收集台网和预警系统（Seismic Information Gathering Network Alert System，简称SIGNAL。

（四）土耳其IERREWS系统

土耳其在伊斯坦布尔附近安装了100台GSM通讯拨号强震仪，10台实时传输强震台安装在Great Marmara断层附近，共同形成了伊斯坦布尔地震快速反应与预警系统（Istanbul Earthquake Rapid Response and Early Warning System ，简称IERREWS） 。此系统的快速反应分系统在地震发生后每20s即向数据处理中心发送一次加速度反应谱、PGA和PGV数据包，预期3分钟内政府就可以获得地震动、损失和伤亡分布估计图。

（五）我国城市地震动强度（烈度）速报台网

我国“九五”强震烈度台所采用的是中国地震局工程力学研究所袁一凡研究员利用模糊方法[34]，综合利用地震动三要素（峰值加速度、傅氏振幅谱的峰值频率和相对持时）和四个频率点（8Hz、5 Hz、2 Hz和1 Hz）对应的反应谱值，进行两级评定，可以在震后得到强震观测台站处的仪器烈度。

三、结语

从近年来几次地震动烈度速报的情况来看，仪器烈度与实际烈度存在着一定的差别，这主要依赖于烈度速报方法和选择的参数是否合适，也就是需要寻求可靠的地震动参数并用一种合适的方式来计算强震观测台站的仪器烈度。