地震仪

• 本节贡献者: 姚家园（作者）、: 田冬冬（审稿）

• 最近更新日期: 2021-05-31

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基本原理

地震仪（seismograph）是检测和记录地面质点运动（位移、速度、加速度、转动等）的仪器， 主要由地震计（seismometer）和数据记录系统组成。其中，地震计用于直接拾取地面运动并将其转换 为符合数据记录系统需要的能量形式，而数据记录系统用于记录地面运动。

如以下卡通图所示，固定在地表的框架上挂有弹簧，并将重物悬挂在弹簧上，可以形象表示地震计； 固定在框架上的旋转的鼓形象地代表了数据记录系统。当地球表面振动时，框架、弹簧、鼓随之移动， 而重物悬浮不动。若在重物上固定一支笔，则地表和重物之间的相对运动就会被笔在旋转的鼓面上描绘出来， 鼓面记录到的运动轨迹代表了地面质点运动，即地震图（seismogram）。可以看出，地震仪的基本原理 是惯性定律。

Fig. 15 地震仪的原理示意图。引自 How Does a Seismometer Work?

地震学研究中使用的地震仪对地面运动高度敏感，在非常安静的地区，甚至可以检测到 1 纳米的位移， 几乎与原子间距一样小。大地震（如 2004 年印度尼西亚的苏门答腊地震）产生的地震波可以被全球范围 的地震仪记录到，振幅高达到几厘米。

数据记录和传输

地震学工作者在全球范围布设了许多地震仪，有的布设在地表，有的布设在地下。 有的地震仪配备了充电设备（如太阳能面板）、网络通讯设备，以便长期稳定地运行，并实时传输数据。

地震发生后，其激发的地震波会在地球内部传播。地震波传播至地震仪位置时，地震仪会随即将其记录下来， 并将其转换为数字记录，存储起来。配有蜂窝电话、宽带网络或卫星通信系统的台站，还可以将数据实时 传输到数据处理中心。最后，科研人员和大众可以利用互联网在数据中心下载数据，开展研究工作。

Fig. 16 地震学数据地记录和传输示意图。引自 How does a seismic station work?