里氏震級

里氏震級，亦稱近震震級、又譯芮氏、黎克特製震級，是表示地震規模大小的標度。它是由觀測點處地震儀所記錄到的地震波最大振幅的常用對數演算而來。由於地震儀的位置一般並不在震中，考慮到地震波在傳播過程中的衰減以及其它干擾因素，計算時需減去觀測點所在地規模0級地震所應有的振幅之對數。

為了使結果不為負數，里克特定義在距離震中100千米處之觀測點地震儀記錄到的最大水平位移為1微米（這也是伍德-安德森扭力式地震儀的最大精度）的地震作為0級地震。按照這個定義，如果距震中100千米處的伍德-安德森扭力式地震儀測得的地震波振幅為1毫米（10³微米）的話，則震級為里氏3級。里氏震級並沒有規定上限或下限。現代精密的地震儀經常記錄到規模為負數的地震。

里氏震級的主要缺陷在於它與震源的物理特性沒有直接的聯繫，並且由於“地震強度頻譜的比例定律”的限制，在8.3~8.5左右會產生飽和效應，使得一些強度明顯不同的地震在用傳統方法計算後得出里氏震級（如M_s數值）卻一樣。到了21世紀初，地震學者普遍認為這些傳統的震級表示方法已經過時，轉而採用一種物理含義更為豐富，更能直接反應地震過程物理實質的表示方法即矩震級（Moment magnitude scale，M_w）。地震矩規模是由同屬加州理工學院的金森博雄（Hiroo Kanamori）教授於1977年提出的。該標度能更好的描述地震的物理特性，如地層錯動的大小和地震的能量等。

地震震級是表示地震本身大小的等級劃分，與地震釋放出來的能量多少相關。震級的標度最初是由美國地震學家裏里克特（Richter）和古登堡（Gutenberg）於1935年研究加里福尼亞地方性地震時提出的，規定以震中距100千米處“標準地震儀”（或稱“安德生地震儀”，週期0.8秒，放大倍數2800，阻尼係數0.8）所記錄的水平向最大振幅（單振幅以微米計）的常用對數為該地震的震級。 ^[2] 

例如，水平向最大振幅為10毫米即10000微米時，其常用對數為4，此地震的震級即為4級；如為1微米，則該地震為零級。後來發展為遠台及非標準地震儀記錄經過換算也可用來確定震級。按照作為計算依據的地震記錄的不同，又有面波震級（M_s）、體波震級（M_b）、近震震級（M_l）等不同類別。彼此之間也可以換算。由於地球的強度是有限的，所能積蓄的地震能量也是有限的，因此地震的震級也不會無限大，用里克特的測算辦法計算，目前已知的最大地震還沒有超過8.9級的；最小的地震則已可用高倍率的微震儀測到0.3級。按震級的大小又可劃分超微震微震弱震（或稱小震）強震（或稱中震）和大地震等。 ^[2] 

里克特於1900年出生在美國的俄亥俄州的一個農場主家庭。在斯坦福大學唸書時，里克特學習了物理學領域中的地震學。畢業後，里克特成為加州技術學院地震實驗室的一名工作人員。在20世紀30年代，里克特列表對比了一年中200次地震的特徵，他試圖探索出一種客觀的、定量的地震等級標準。里克特於1935年提出的一種震級標準，它是根據離地震中心一定距離所觀測到的地震波的幅度和週期，並且考慮從震源到觀測點的地震波衰減，經過計算，得出震源處地震的大小。里克特的震級，本質上反映了地震釋放的能量大小。里氏震級每增加1個單位，相對應的地震能量大約增加32倍。

里氏震級首先應用在美國加州的南部，當里克特將自己的成果應用到世界各地時，發現自己的計算方法有一定的侷限，不能準確地反映地震的大小。於是他又在原來震級的基礎上，發展了兩種震級，一種是用地震體波計算震級，以測量地殼深處的地震。另一種用地震的表面波計算震級，來測量更遙遠且更強烈的地震。

一般來説，里氏震級小於2的地震，以人類的感覺系統，是無法感知的，這樣的地震被稱為無感地震。5級以上的地震，會造成人員傷亡和建築物損壞，被稱作破壞性地震。從全世界範圍看，幾乎天天都會發生規模為6級的地震，一兩個星期發生一次7級地震，8級地震則要幾年發生一次。我們的電視中不會每天充斥着地震報道的原因，是因為很多地震發生在人跡罕至的沙漠、羣山、冰原和深海中，由於事不關己，所以人們也就沒有興趣報道。

在20世紀60年代，里克特成為美國最負盛名的地震學權威。由於他很善於與新聞媒體打交道，並頻頻在媒體上拋頭露面，熱心回答公眾提出的有關地震的問題，因此以他名字命名的里氏震級這一術語，很快成了衡量地震大小的人人皆知的術語。里克特使地震知識進入了千家萬户，公眾關注也成就了里克特的學術地位和名氣。 ^[3] 

地震震級是根據地震儀記錄的地震波振幅來測定的，一般採用里氏震級標準。震級（M_L）是據震中100千米處的標準地震儀（週期0.8s，衰減常數約等於1，放大倍率2800倍）所記錄的地震波最大振幅值的對數來表示的

里氏震級的計算公式：

其中

是距震中100公里處接收到的0級地震的地震波的最大振幅，單位是μm；

是指我們關注的這個地震在距震中100公里處接收到的地震波的最大振幅，單位是μm.

地震的級數就是當地震發生時，以地震波的形式放出的能量的指示參數。

焦耳

其中

為地震級數前國際上使用的地震震級——里克特級數，是由美國地震學家裏克特所制定，它直接同震源中心釋放的能量（熱能和動能）大小有關，震源放出的能量越大，震級就越大。里克特級數每增加一級，即表示所釋放的熱能量大了

倍。假定第1級地震所釋放的能量為

，第2級應為

，第3級應為

，依此類推，第7級為10億

。可見當級數增長時，釋放的能量差別巨大。 ^[4] 

至今為止中國使用的震級標準，是國際上通用的里氏分級表，共分9個等級，在實際測量中，震級則是根據地震儀對地震波所作的記錄計算出來的。地震愈大，震級的數字也愈大，震級每差一級，通過地震被釋放的能量約差32倍。由於其與震源的物理特性沒有直接的聯繫。

按震級大小可把地震劃分為以下幾類：

弱震震級小於3級。

有感地震震級等於或大於3級、小於或等於4.5級。

中強震震級大於4.5級、小於6級（如彝良地震）。

強震震級等於或大於6級（如玉樹地震）。

其中，震級大於等於8級的又稱為巨大地震（如汶川地震）。 ^[5] 

地震震級與地震烈度是不同的概念。

地震烈度是指某一地區地面和各類建築物遭受一次地震影響破壞的強烈程度，是衡量某次地震對一定地點影響程度的一種度量。同一地震發生後，不同地區受地震影響的破壞程度不同，烈度也不同，受地震影響破壞越大的地區，烈度越高。判斷烈度的大小，是根據人的感覺、傢俱及物品振動的情況、房屋及建築物受破壞的程度以及地面出現的破壞現象等。影響烈度的大小有下列因素：地震等級、震源深度、震中距離、土壤和地質條件、建築物的性能、震源機制、地貌和地下水等。例如，在其它條件相同的情況下，震級越高，烈度也越大。地震烈度（例如麥加利地震烈度）是表示地震破壞程度的標度，與地震區域的各種條件有關，並非地震之絕對強度。 ^{[6]  [4]} 

改進後的里氏震級直接反映地震釋放的能量。其中1級地震釋放的能量為2.0×10^6焦耳，按幾何級數遞加，每級相差31.6倍（準確地説是根下1000倍，即差兩級能量差1000倍）。

目前世界上已測得的最大震級為1960年智利大地震，里氏8.9級（後修訂為里氏9.5級）。另外引發2004年印度洋海嘯的地震美國一監測機構稱里氏震級為9.0級。2010年2月27日智利第二大城市發生8.8級地震，美國發布海嘯警報。2008年汶川里氏8.0級大地震，其釋放的能量約為6.3*10^16焦耳，相當於1500萬噸TNT炸藥或750個廣島原子彈的能量。

下表列出的是不同級別的地震釋放的能量相當於的TNT當量： ^[6]