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地震百問


46. 如何決定震央?

(1)從單一測站之紀錄決定震央位置:

如地震站記錄到某一地震之震波,其初動方向及大小均能計算,則按向量合成法可求出震央:
AEW = P波初動E-W分量之振幅(E為正,W為負)。
ANS = P波初動N-S分量之振幅(N為正,S為負)。
θ = 震央與觀測站之方位角(自北順鐘向計算)。
則θ = tan-1(AEW/ANS)
如圖,若初動垂直分量為上動,則震央在OB或其向B方向之延長線上;如垂直分量為下動,則震央在OA或其向A方向之延長線上。至於震央與觀測站之距離,可由下法之△求得。但因地震發生時其初動往往不明顯,故僅以單站決定震央者甚少使用。

   單一測站之紀錄決定震央位置

(2)簡易多站定位法(以3站為例)

設地震波之傳播速度為常數,VP為P波波速,VS為S波波速,T0 為地震發震時間,△為測站與震央之距離,則
TP - T0 = △ / VP(TP=P波到達時間) --------(1)
TS - T0 = △ / VS (TS=S波到達時間)--------(2)
由(1),(2)兩式得 TS - TP = △(1/VS - 1/VP
∴ △ = (TS - TP) / ((1/VS) - (1/VP))
及T0 = (TPVP - TSVS) /(VP - VS)
若有3站與震央之距離已知,則分別由其距離為半徑作圓,所得之交點即為震央(如圖)。

                            簡易多站定位法

(3)多站定位法:

綜合各站所記錄之初達波的時間,利用最小平方法計算地震發生的 時間、位置及深度。

       以上之計算係假設地震波之傳播速度為常數,實際上震波傳遞波速會隨著地質構造與岩層密度等條件而不同,一般而言地震波速會隨著地層深度而增加,且水平方向也會有側向速度變化。因此實務上地震觀測必須仰賴電腦數值運算,將各地震站觀測到之P波到時、S波到時、震波頻率、最大振幅等資訊,導入預先建立之速度模型(層狀或三維模型),即可演算出發震時間、地震位置、震源深度、規模大小等震央資訊。