「震级」是什么，如何测定，有哪些常见的震级标度？
震级，说白了，就是对地震能量大小的一种科学的、量化的表述。 它不是直接测量地震带来的破坏程度（那是烈度的事儿），而是从地震本身发生的物理过程中释放出的能量来定义的。你可以想象成，地震就像一个藏在地球深处的“炸弹”，震级就是告诉我们这个“炸弹”威力有多大。
那么，这震级是怎么测出来的呢？
这事儿得感谢那些遍布全球的“耳朵”——地震仪。地震仪这玩意儿特别灵敏，能捕捉到地球最细微的震动。当地震发生时，会产生不同类型的地震波，这些地震波传播到地表，被地震仪记录下来，形成一段段弯弯曲曲的“地震图”（学名叫地震图谱）。
地震学家们就像是解读密码的专家，他们会仔细分析地震图谱上的信息。其中，有两个关键点是他们特别关注的：
1. 地震波的最大振幅（Amplitude）：简单来说，就是地震图谱上波形“抖动”得有多厉害。这个振幅跟地震释放的能量有直接关系，能量越大，波形抖动得越剧烈。
2. 地震波到达的时间差：地震波有很多种，它们在地下的传播速度不一样。比如，P波（纵波）跑得最快，S波（横波）次之，面波（Surface Wave）跑得最慢。通过比较不同地震波到达地震仪的时间差，地震学家可以计算出地震波传播的距离，也就是地震的震源距离。
有了这两个关键信息——最大振幅和震源距离——再结合一些数学公式（这些公式是基于地震波传播理论推导出来的），地震学家们就能计算出地震的震级了。
所以，测定震级的主要步骤可以概括为：
地震发生：地球内部岩石断裂，释放能量。
地震波传播：能量以地震波的形式向外扩散。
地震仪记录：地震仪捕捉并记录下地震波的波动。
数据分析：地震学家读取地震图谱，测量最大振幅和不同地震波的到时差。
计算震级：根据特定的震级标度公式，利用测量到的振幅和距离信息计算出震级。
但问题来了，不同地震波的振幅可能不一样，用不同的地震波算出来的结果会不会不一样？而且，地震释放的能量也不是线性增长的，一个简单的数值很难完全描述。
正因为这些原因，历史上就发展出了多种不同的震级标度，每种标度都有其侧重点和适用范围。咱们来聊聊最常见的几种：
1. 里氏震级（Richter Scale, ML）：
怎么来的？ 这是最早、也是最广为人知的震级标度，由美国地震学家查尔斯·里特（Charles Richter）在1935年提出。
怎么算的？ 最初是基于WoodAnderson型地震仪在距离震中100公里处记录到的最大水平方向的S波振幅来计算的。里特发现，地震波的最大振幅和震源距离之间存在对数关系，并且这个关系可以用一个简单的公式来表达。
有什么特点？
对数尺度： 这是里氏震级最重要的特点。每增加一个单位的震级，地震释放的能量大约会增加32倍（这个数字是基于能量和振幅的对数关系计算出来的）。所以，7级地震的能量是6级地震的32倍，是5级地震的1000多倍！
基于近场、中小地震： 里氏震级最初设计时，主要是针对加州地区的中小地震，并且使用的是特定的地震仪。
局限性： 对于距离震中较远的地震，或者非常大的地震，或者使用其他类型地震仪记录到的地震，里氏震级可能就不太准确了，甚至会饱和（即地震仪本身的最大记录能力有限，无法准确反映巨大地震的真实能量）。
2. 面波震级（Surfacewave Magnitude, Ms）：
怎么来的？ 随着研究的深入，人们发现里氏震级在大地震面前不够用。于是，科学家们又发展了基于面波的震级标度。
怎么算的？ Ms通常是根据周期为20秒左右的面波的最大振幅来计算的。面波在地表传播，而且能量比较大，在长距离传播时也能被清晰地记录下来。
有什么特点？
适合大地震： Ms比ML更适合测量大地震，因为它能更好地捕捉到大地震产生的能量。
对远距离地震也适用： 面波的传播距离较远，所以Ms也比ML更适用于远距离的地震。
局限性： 对于震源深度很大的地震，面波的振幅会减弱，Ms可能就不太准确了。
3. 体波震级（Bodywave Magnitude, Mb）：
怎么来的？ 同样是为了弥补ML的不足，科学家们还开发了基于体波（如P波和S波）的震级标度。
怎么算的？ Mb通常是根据周期为1秒左右的P波的最大振幅来计算的。P波是第一批到达地震仪的地震波，传播速度快。
有什么特点？
适合中小地震： Mb对中小地震比较敏感，并且能够快速测定。
对震源深度不敏感： Mb不受震源深度的影响，对于深源地震测定震级比Ms更有效。
局限性： 对于大地震，体波的振幅相对较小，Mb容易产生饱和现象，不能准确反映大地震释放的巨大能量。
4. 地震矩震级（Moment Magnitude Scale, Mw）：
怎么来的？ 这是目前最科学、最权威的震级标度，也是我们现在在新闻中听到的“XX级地震”时，最常使用的标准。它由日本学者金森博雄（Hiroo Kanamori）和美国学者托马斯·乔丹（Thomas C. Hanks）在1970年代提出。
怎么算的？ Mw不是直接测量地震图上的振幅，而是基于地震矩（Seismic Moment）来计算的。地震矩是一个更基础、更直接衡量地震能量释放的物理量，它与断裂面积、断层平均滑移量以及岩石的刚度有关。简单来说，就是断裂的石头有多大、滑开了多少、有多硬。
有什么特点？
物理意义明确： Mw直接反映了地震的物理本质——断层破裂所释放的总能量，不受地震仪类型或地震深度的影响。
不受饱和影响： 无论地震多大，Mw都能准确地衡量其能量，特别适合测量巨大地震。
普遍适用： 适用于各种类型的地震，无论大小、深浅。
“黄金标准”： 目前国际地震学界普遍使用Mw作为衡量地震大小的标准。
总结一下，这几种震级标度就像是不同角度的“度量衡”：
里氏震级（ML）：是最早的，适合中小地震，在早期的普及工作中功劳巨大，但对大地震有局限。
面波震级（Ms）：在大地震测量上比ML更好，但对深源地震不够理想。
体波震级（Mb）：对中小、深源地震更适用，也能快速测定，但对大地震会饱和。
地震矩震级（Mw）：是目前最先进、最科学的，它基于更根本的物理量，不受其他因素影响，能够准确描述任何规模的地震，是我们现在了解地震“威力”的首选。
所以，当我们听到“某地发生7.8级地震”时，如果报道没有特别说明，很可能就是指的Mw。而老百姓印象最深的“里氏震级”，虽然是里程碑式的发明，但在现代科学研究中，Mw已经取而代之，成为衡量地震“大家伙”的更准确的标尺了。
网友意见
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地震震级，是通常用来衡量地震释放能量大小的数值。单次地震释放能量越多，震级就越大。常用的里氏震级，每增大2级，能量增大一千倍。
单次地震释放的能量可以根据标准地震仪记录的地震波来测定，按照国际通用的里希特-古登堡震级的定义：震级是表示离震中100km的标准地震仪所记录的最大振幅，振幅单位μm。
但是，为什么同一地震往往会先后公布不同的震级？这是因为不是每次地震都刚好有离震中100km的标准地震仪在等待地震波。震级的计算都是由各个地震台实际观测资料总结得来的，获取资料的全面程度与精度，决定震级的可靠性。大地震过后，不必抱怨地震部门公布的震级可能会变动，因为这是正常的修订。
注意到，振幅与地震的能量正相关，和地震的震级之间有指数函数的关系，这就需要将地震台站所收到的地震波的能量和震级加以换算，有如下关系式：
lgE=11.8+1.5M。
M与E的关系见下表:
此处E的单位是“尔格”，为千万分之一焦耳。国际标准单位制中，功的单位是焦耳（Joule），定义是用1N的力做1m的功。
由上表格不难发现，常用的里氏震级，每增大2级，能量增大一千倍。依此换算，里氏震级每增加一级，地震能量增加十的1.5次方倍，即十倍的根号十，约是31.6倍。常见的科普资料多简化为30倍或32倍。
一个成年人在地上跺一脚的能量，约是里氏-2级。一千个成年人在地上跺一脚的能量，约是里氏0级。一百万个成年人在地上跺一脚的能量，约是里氏2级。十亿个成年人在地上跺一脚的能量，约是里氏4级。全世界所有双脚健全的人聚集起来，无论男女老幼，同时在地上跺一脚的能量，超不过里氏4.8级。
曾经在中国地质博物馆地球厅里的地震展位，实时展现地震波。实际观察不难发现，一个人在旁边跺一脚，或者楼上在装修砸墙，也会对地震仪造成影响。如何排除这些干扰呢？一个解决方案是将监测站搬到越来越远离人烟的地方；比较有性价比的方法是记录下这些噪声的数值、频率、波形，然后从结果中去除这些干扰项后，再输出地震波形。
随着城市的发展，城市建成区内的一些地震台站，已经越来越不适合地震监测了，就像光污染使得市内不适合天文望远镜观测一样。
宇宙大爆炸能量，根据不同的理论估计为45-48级，不超过里氏50级。当前宇宙中能找到的较强“地震”主要是I型超新星爆发、类星体喷流、中子星或黑洞合并、星系碰撞等，此类事件一般折合里氏30-36级。
狭义的地震是针对地球内部机械波的讨论。最基本的震级标度有4种：地方性震级ML，体波震级(Mb和MB)，面波震级MS，矩震级MW。
地方性震级ML： 用约1秒的S波(或Lg)的振幅来量度地震的大小，体波震级Mb是用1 秒左右的地震体波振幅来量度地震的大小，体波震级MB是用时长约5秒的地震体波振幅来量度地震的大小，面波震级MS是用浅源地震约20 秒的面波振幅度量地震的大小。
体波震级：是根据体波计算出来的震级。是以地动时体波（P波、PP波、S波）波群的运动能量来表示地震规模大小的标准。
面波震级：是指根据面波计算出来的震级，以符号MS表示。对于浅源地震，中国习惯使用面波震级，美国则习惯使用体波震级或矩震级。
矩震级：为测定地震矩及矩震级，可用宏观的方法，直接从野外测量断层的平均位错和破裂长度，从等震线的衰减或余震推断震源深度，从而估计断层走向位移、断面位移、震源属性等。
上述，Mb有时也可以写为mb，每种震级类型（magnitude scales）都有一个计算公式，可以相互转换。具体可参考后面附的文献。
深源地震主要用体波震级，例如鄂霍茨克海附近2013年曾发生震源深度超过600千米的地震，全国有感。
在国内面波震级和地方性震级（各地方地震局）用的比较多，像美国USGS一般用矩震级Mw，Mw是Kanamori于1977年提出来的，其根据Aki等提出的地震矩发展而来。
有人可能会问，为什么鄂霍茨克海发生里氏8.3级地震，东昆仑发生里氏8.1级地震几乎无损失，而唐山7.8级却伤亡惨重？
这是因为地震震级和烈度是两个完全不同的概念。地震震级通常指地震的大小，是一个定值。地震烈度是指地震对具体地点的实际影响。同一地震不同地点，同一震级不同震源深度，同一地震不同地层的地震烈度也不同。
地震烈度：表明地震对具体地点的实际影响，不仅取决于地震的能量，还受到震源深度、震中距离、地震波的传播介质、水系及表土性质等条件的强烈影响。
地震烈度不是震级那样的单一变量连续函数，而是根据地震时人的感觉，器物的动态，建筑物毁坏及自然现象的表现等宏观现象判定的，地震时按照其破坏的程度不同，将地震的强弱排列成一定的次序作为确定地震烈度的标准，这就是地震烈度表。由于地震烈度以宏观现象为依据的分度方法，往往给人一种不够精确的印象，而且评比不够精确。为此通过大量的客观实践的地震观测，总结出地震烈度与地震的加速度的关系，以便地震烈度在工程上的应用。
目前我国已经制定出地震烈度表：
震级与地震烈度的关系：
震级与地震烈度既有区别又有联系。一次地震只有一个震级，但在不同的地区，地震烈度大小是不一样的。震级是单次地震能量大小，而烈度是该地区的破坏程度。
至于“有时大地震造成的伤亡小，有时小地震造成的伤亡大”这句话，要指出地震的大小与伤亡的大小没有必然的关系。地震伤亡大小受到各种因素的影响，比如某地区距离震中的距离，建筑房屋的抗震等级和地貌等因素的影响。对于小的地震，如果发生在山区，或人员密集而建筑物抗震等级低的建成区，就容易造成很大的伤亡；如果大的地震发生在人烟稀少的地区，比如沙漠、无人区，也不会造成太大的伤亡，例如前述的东昆仑2001年曾发生8.1级地震，无人员伤亡报告。
此外，建筑物的结构和材料也影响伤亡情况，例如轻质材料建筑，即使遇到大的地震也很少会因为砸伤、压伤造成过大的伤亡。
地震的共生、次生灾害，包括而不限于崩塌、滑坡、泥石流、堰塞湖、土质液化、地陷、地面龟裂、火山爆发、海啸等，可能加重伤亡与经济损失。若像日本、印尼的地震海啸，轻质建筑是不利于抵御这种地震引发灾害的。
总的来说，地震的震级大小是确定的，但地震的烈度与损失大小，除了受震级大小影响，还受到其它多种因素的影响，是多种因素综合效应的结果。
补充：地震并非百害而无一利。
地震带与断裂带在空间上紧密结合，断裂带可以控制矿产的产出。例如环太平洋火山地震带构成金、铜矿产富集区。
地球物理学的地震法是重要的探测手段。地震波可以用来探测地下结构，发现地层属性突变的界面。有时天然地震不够用，还需要制造人工地震，来进行地下结构探测。
上述内容参考：
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