日本的灾害及其对策(3) -地震(1)-

抗灾与防灾 2017年10月20日

1. 前言

地震是自然灾害中的重量级煞星,它的可怕之处在于我们无法准确预知它何时降临。
众所周知,日本地震很多,但多到什么程度?哪儿比较危险?危害有多大?我们住的地方是否安全?该准备些啥?恐怕有些人就不清楚了。

2. 日本的地震有多少?

据2010年防灾白皮书,日本国土面积只占世界陆地面积的0.28%,而发生6级以上地震的次数却是世界总数的1/5。每年世界上发生里氏6级以上的地震有100多次,其中就有20多次就发生在这不到千分之三的土地上或其周围的海域(见图 1、图 2)。

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图 1 世界地震分布【1】

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图 2 日本的地震(1960-2011)【1】

3. 哪儿比较危险?

这事儿一句话说不清。除了频度和规模外,还要考虑地震的类型。比较而言靠海的区域比较危险 (见图 2)。

3.1 地球板块和地震

为什么地震会集中在日本列岛的周围?这都是地球板块惹得祸。

我们大多吃过“温泉蛋(おんせんたまご)”。而地球就像个大个的“温泉蛋”。地心是蛋黄;地幔是半熟的蛋清;厚度5-60km的地壳就是蛋壳,这层蛋壳没啥弹性,在远古时代重型星体的撞击和蛋清流动的作用下四分五裂。学地质的伙计们把这几片蛋壳称作“地球板块”。就像是你做茶叶蛋,要在半熟时把蛋壳磕破那样。不幸的是日本列岛恰恰就在几片挤在一块儿的破蛋壳的边缘上(见图 3)。受蛋清流动的影响这几块蛋壳经过几十亿年的漂移挤到一块儿了。菲律宾海板块以每年3-5cm的速度从东南向西北漂移,钻到了欧洲陆地板块的下面;太平洋板块以每年8cm的速度从东向西漂移,钻到了菲律宾海、北美、欧洲陆地板块的下面。

挤在一块儿的蛋壳隔些日子就要活动一下身子骨儿,这就是地震发生的根本原因。

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图 3 日本附近板块模式图【1】

3.2 地震类型

日本的地震分为“海沟型地震”和“内陆型地震”。

海沟型地震是发生在板块边缘的地震。当海洋板块潜入陆地板块下面时,陆地板块随之拱起变形,同时慢慢集聚变形应力,当板块的变形应力超过板块间的摩擦力时,陆地板块就会在一瞬间释放聚集的应力。海沟型地震的规模比内陆型地震要大,有时会引起海啸的发生。如2011年的3.11东日本大地震就是典型的海沟型地震。

海沟型地震的应力集聚和释放的过程好像是拉弓射箭的过程。只不过拉弓的时间长达数十年到数百年,而释放只是一瞬间(图 4右下图)。海沟型地震有不太规则的周期,据以往的地震记录可以大致推测出今后海沟型地震发生的概率(图 5)。

而“内陆型地震”发生在地表附近的活断层处或板块相叠区域。比起海沟型地震,内陆型地震的规模小,震源浅,但地震时断层上下错动时就会引发“直下型地震”导致震中周围的剧烈震动。如果这种直下型地震恰好发生在人口密集区域,就会造成巨大灾害。如1995年发生的阪神大地震就是典型的直下型地震(图 4左下图)。活断层何时断裂难以预测,所以内陆型地震无法预知。

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图 4 日本的地震类型【2】

3.3 今后发生地震的概率

图 5是今后30年内发生海沟型地震的概率,如图所示,太平洋一侧的南海海沟地震(M8-9)和南关东地震(M6.7-7.3)的概率是70%。
如果预报今天有70%的雨,你出门带不带伞?答案是肯定的。

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图 5 日本海沟型地震概率分布图(2015.7)【3】

4. 地震的震级和震度

衡量地震强弱的度量有两个,一个是震级;另一个是震度(中国称“烈度”,与日本的震度标准有区别)。

地震震级就象是房间里的一盏电灯,瓦数越高能量越大,震级越高。一次地震只有一个震级。而震度好象受到这盏电灯照亮的程度,各处离电灯远近不同,所受光照不同,所以每次地震各地的震度也不同。

4.1 地震的震级

国际通用的震级标准是“里氏震级”。不同国家、机构与所利用的地震观测台站不同,对同一个地震所测定的震级会有些差别。

震级差1级能量差32倍,差两级能量差约1,000倍(图 6)。

人类能感觉到震级3.0以上的地震;震级5.0以上的地震会对震中地区的建筑造成轻微损害(表 1)。

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图 6 里氏震级和地震能量的关系

表 1 各震级世界年均发生次数及对震中的影响【4】

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4.2 地震的震度

日本把震度分为10个级别。人对不同震度的感觉、物体发生变化等如下表所示。

表 2 地震震度 (据气象厅资料作成) 【1】

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文/李鸥(日本国土防灾技术株式会社 顾问)

注解:
【1】 日本气象厅HP。原始数据全部来自日本气象厅各部门数据。
【2】 内阁府HP。
【3】 全国海岸協会HP《海岸をめぐる現状と課題(2015.7)》。
【4】 百度HP。

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