ขนาดคลื่นพื้นผิว

แม่แบบ:ลิงก์ไปภาษาอื่น มาตราขนาดคลื่นพื้นผิว ($M_s$) เป็นหนึ่งในมาตราแสดงขนาดที่ใช้ในวิทยาแผ่นดินไหว เพื่ออธิบายขนาดของแผ่นดินไหว มาตราดังกล่าวใช้ค่าที่ได้จากการวัดคลื่นพื้นผิวเรลีย์ ซึ่งเดินทางตามชั้นบนสุดของผิวโลกเป็นหลัก ปัจจุบันมาตราดังกล่าวใช้ในสาธารณรัฐประชาชนจีน เป็นมาตรฐานแห่งชาติ (GB 17740-1999) ในการจัดหมวดหมู่แผ่นดินไหว

ในปี พ.ศ. 2489 เบโน กูเทนเบิร์ก กำหนดต้นแบบของมาตราขนาดคลื่นพื้นผิวซึ่งวัดขนาดและคาบของคลื่นพื้นผิวและมุมจากศูนย์กลางการสั่นสะเทือน โดยมีพื้นฐานจากมาตราขนาดท้องถิ่น (มาตราริกเตอร์, $M_L$) เพื่อพัฒนาความละเอียดในแผ่นดินไหวที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ต่อมาในปี พ.ศ. 2505 วิต การนิก (Vít Kárník) ได้กำหนดสูตรสำหรับการประเมินทั่วไปของมาตราขนาดคลื่นพื้นผิว และในปี พ.ศ. 2510 สมาคมนานาชาติด้านแผ่นดินไหวและฟิสิกส์ภายในโลก (IASPEI) แนะนำให้ใช้เป็นวิธีการวัดมาตรฐานสำหรับขนาดของแผ่นดินไหว

นิยาม

สูตรใช้คำนวณขนาดคลื่นพื้นผิว คือ

$M={\log }_{10}(\frac{A}{T}{)}_{\text{max}}+\sigma (\mathrm{\Delta })$

โดย A เป็นค่าการกระจัดอนุภาคสูงสุดในคลื่นตัวกลาง (เวกเตอร์ผลรวมของการกระจัดแนวดิ่งทั้งสอง) หน่วยเป็นไมโครเมตร, T เป็นคาบในหน่วยวินาที, Δ เป็นระยะทางจากจุดเหนือศูนย์กลางการเกิดแผ่นดินไหว หน่วยเป็นองศา และ

$\sigma (\mathrm{\Delta })=1.66\cdot {\log }_{10}(\mathrm{\Delta })+3.5$

ตาม GB 17740-1999 การกระจัดแนวดิ่งทั้งสองจะต้องถูกวัดในเวลาเดียวกัน หรือภายใน 1/8 ของคาบ หากการกระจัดทั้งสองมีคาบแตกต่างกัน ผลรวมถ่วงน้ำหนักจะต้องนำมาคิดด้วย

$T=\frac{T_N{A}_N+T_E{A}_E}{A_N+A_E}$

โดย $A_N$ เป็นการกระจัดตามแนวเหนือ-ใต้ หน่วยเป็นไมโครเมตร, $A_E$ เป็นการกระจัดตามแนวตะวันออก-ตะวันตก หน่วยเป็นไมโครเมตร, $T_N$ เป็นคาบที่สอดคล้องกับ $A_N$ หน่วยเป็นวินาที และ $T_E$ เป็นคาบที่สอดคล้องกับ $A_E$ หน่วยเป็นวินาที

การศึกษาอื่น

วลาดีเมียร์ โทบีอัส (Vladimír Tobyáš) และ ไรน์ฮาร์ด มิตทาก (Reinhard Mittag) เสนอความสัมพันธ์ของมาตราขนาดคลื่นพื้นผิวกับมาตราขนาดท้องถิ่น $M_L$ โดยใช้

$M_s=-3.2+1.45M_L$

สมการอื่น ๆ รวมถึงสามสมการที่ได้รับการปรับปรุง ซึ่งเสนอโดย เฉิน จวิ้นเจี๋ย (CHEN Junjie) และคณะ:

$M_s={\log }_{10}\left(\frac{A_{max}}{T}\right)+1.54\cdot {\log }_{10}(\mathrm{\Delta })+3.53$

$M_s={\log }_{10}\left(\frac{A_{max}}{T}\right)+1.73\cdot {\log }_{10}(\mathrm{\Delta })+3.27$

และ

$M_s={\log }_{10}\left(\frac{A_{max}}{T}\right)-6.2\cdot {\log }_{10}(\mathrm{\Delta })+20.6$

คุณสมบัติ

แม่แบบ:Nowrap
ผู้พัฒนาต้นแบบ
ของมาตรา
ขนาดคลื่นพื้นผิว

มาตราขนาดคลื่นพื้นผิว เป็นไปตามลักษณะและค่าการประเมินของมาตราขนาดท้องถิ่น และเพิ่มขึ้นในอัตราแบบลอการิทึมเมื่อปริมาณพลังงานของแผ่นดินไหวเพิ่มขึ้น ดังนั้นเมื่อขนาดของแผ่นดินไหวที่แน่นอนถูกวัดโดยใช้มาตราขนาดคลื่นพื้นผิวและมาตราขนาดท้องถิ่น จึงเกือบจะได้ค่าเดียวกัน

มาตราขนาดคลื่นพื้นผิวไม่จำเป็นต้องมีค่าการแก้ไขสำหรับแต่ละจุดสังเกต ซึ่งแตกต่างจากมาตราขนาดท้องถิ่น แต่ขนาดที่วัดได้มีแนวโน้มที่จะลู่เข้าสู่ค่าที่วัดได้จากมาตราขนาดของท้องถิ่นในแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ ด้วยเหตุนี้จึงใช้สำหรับการรายงานขนาดในทันที แต่จะใช้มาตราขนาดโมเมนต์เพื่อรายงานขนาดที่แน่นอนอีกครั้งในกรณีที่เกิดแผ่นดินไหวขนาดใหญ่

ดูเพิ่ม

• Seismic magnitude scales (ภาษาอังกฤษ)

แหล่งข้อมูลอื่น

• รายการฐานข้อมูล Surface wave magnitude จากวิกิสนเทศ
• แม่แบบ:Cite paper
• Visual Glossary - magnitude - USGS
• Earthquake Size