地震台站#

  • 本节贡献者: 姚家园(作者)、田冬冬(审稿)

  • 最近更新日期: 2021-05-31


地震仪基本原理#

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。

地震仪的原理示意图

Fig. 14 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。

地震数据记录和传输示意图

Fig. 15 地震学数据地记录和传输示意图。引自 How does a seismic station work?#

仪器响应#

台站命名#

  1. ID:NET.STA.LOC.CHN

  2. 解释 NET、STA、LOC、CHN 的层级关系

  3. 解释channel,如 BHZ