地震烈度和地震震级?它们是一回事吗对吗

实施地震易发区房屋设施加固工程，是全面提升北京市地震灾害风险防治能力的必然行动。根据北京市印发的《房屋设施加固工程工作方案》要求：对地震易发区内居民小区、大中小学校、医院、农村民居，以及重要交通生命线、电力和电信网络、水库大坝、危化品厂库、重要军事设施进行抗震鉴定、评估和加固，科学规划并高标准建设应急避难场所。
而在抗震设防入户调查中，老百姓经常会问“我家房子能抗几级地震?。俊薄叭绻⑸?级地震，最大烈度可能达到Ⅷ度，满足抗震设防标准的房屋基本完好。”老百姓听完吁了口气，说“我知道了，我家房子抗震烈度是8度， 8级地震来了都不用怕！”
其实，这就把震级和烈度两个概念给混淆了。今天我们就来区分一下地震震级和地震烈度。
ONE
什么是地震的震级？
地震的震级是衡量地震本身强度的一把尺子，一般用字母M表示，可以由地震波的振幅或地震矩的大小来表征。
美国的里克特和古登堡在1935年提出以地震波最大振幅的常用对数来计算震级标度，国际上称为里氏震级。地震波按传播方式的不同分为体波（P波、S 波）和面波。
相应地，由体波振幅计算得到的震级叫体波震级，由面波振幅计算得到的叫面波震级，二者反映的是地震释放能量大小与震级的统计关系。
地震越大，震级的数值也越大。我国常用的震级标度包括面波震级、体波震级和近震震级。

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图丨中国地震台网中心科普宣传片截图
严格来说，一次地震只有一个震级，但不同计算方式给出的震级数值可能略有差异。比如下图的2014年云南鲁甸6.5级地震，面波震级是6.5级，矩震级是6.1级。由于面波震级和矩震级计算原理不一样，不能做简单的类比和换算。
震级之间的比较仅限于同类型的震级，比如，面波震级和面波震级相比较，矩震级和矩震级相比较，面波震级和矩震级不能比较，体波震级和矩震级也不能打破次元壁。

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图丨2014年云南鲁甸6.5级地震烈度分布图
TWO
为什么要引入“烈度”？
一般情况下，地震震级越大，造成的破坏和伤亡也越严重。此外，同等强度的地震，发生在地质构造环境、人口密度、房屋抗震能力不一样的地区，造成的破坏和伤亡情况也不一样。同一次地震中，距离震中远近不同的地区受到的破坏程度也不一样。这就需要引入一种直观表征地震破坏分布情况的标度——烈度。
烈度不仅与震级有关，同时还与震源深度、距离震中的远近、地震波通过的岩层性质以及建筑物的抗震性能等多种因素有关。
一般而言，地震震源深度越深，震中烈度越?。痪嗬胝鹬性皆?，建筑物抗震性能越好，烈度也越小。然而也有例外，比如1985年墨西哥海域发生8.0级地震，距震中400多公里外的墨西哥城震害比震中附近还要严重。2008年汶川8.0级地震中，地处四川盆地边缘的汉源县烈度也高于它周边地区，这些都与盆地造成的地震动放大效应有关。
1564年意大利地图绘制者提出第一个地震烈度表，17世纪和18世纪曾采用四度烈度，19世纪出现十度划分的麦卡利烈度表，1904年德国人在麦卡利烈度表基础上编制成当时最完备的十二度烈度表。此后，除日本外，世界各国多以此为蓝本，结合本国的具体情况编制烈度表。
THREE
我国地震烈度编制情况
我国亦沿用欧洲的十二度烈度表，以房屋震害、人的感觉、器物反应、生命线工程震害、其他震害现象和仪器地震烈度作为评定指标，编制《中国地震烈度表》。烈度表并非一成不变，而是随着建筑物形式和质量的变化，地震经验的积累，以及人们对地震认知的提升而不断修改。一般用罗马数字Ⅰ至Ⅻ表示烈度值大小。
2020年发布的国家标准《中国地震烈度表》中，烈度Ⅰ至Ⅴ度主要由人的感觉和器物反应，结合仪器烈度来评定。
从烈度Ⅵ开始，主要依据房屋的平均震害指数、人和器物反应、生命线工程和其他震害现象，结合仪器地震烈度来评定。
以上对烈度的描述均为宏观现象，在烈度调查评估工作中，还需结合仪器测定的地震烈度来综合评定实际烈度值。
目前，中国地震台网中心牵头建设国家地震烈度速报与预警工程项目，未来将实现全国分钟级地震烈度速报能力。烈度速报基于强震动观测台网提供的数据，给出的值为仪器地震烈度，与仪器设备、数据传输、台站场地条件、环境噪声水平和烈度计算公式等有关。
FOUR
"地震"和 "烈度"的区别
常有人把8级地震和Ⅷ度烈度搞混，其实二者差别巨大。一方面，震级是定量的，烈度是定性的，二者性质不同。
2008年汶川5·12大地震，面波震级为8.0级，而破坏最严重的汶川县映秀镇和北川县县城烈度达到Ⅺ度，也就是说8级地震的最高烈度远超过Ⅷ度。
另一方面，一次地震只有一个震级，但不同的地区灾害程度不一样，烈度值也不一样。对于中强地震，政府和百姓更加关注破坏和伤亡，所以中国地震局发布的地震烈度图一般是Ⅵ度及以上烈度分布，直观地表示一次地震的破坏分布情况。
通过烈度图，我们能进一步评估地震造成的经济损失，为抗震救灾工作提供参考，同时为灾区的恢复重建工作提供科学依据。对于中小地震，部分省地震局可能绘制并发布Ⅲ度、Ⅳ度，或Ⅴ度及以上烈度图，表征地震的有感范围，也就是受到地震影响但不一定造成破坏的范围。

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图丨灾后重建
地震烈度图中的烈度为震灾区实际遭遇烈度，与开篇所说的抗震设防烈度（或称区划烈度）又不一样。按照《中华人民共和国防震减灾法》要求，一般工程结构的抗震设计必须满足地震区划图的要求。第一代地震烈度区划图于1957年完成，到现在已出版第五代。
前三版用地震烈度表述，从2001版（第四版）起采用地震动参数区划图，给出工程设计所需的地震反应谱相关参数，为国家抗震设防提供强制性的标准。
如果实际遭遇烈度小于或等于这个标准值，建筑物基本完好，而高于这个标准值就会产生破坏。最新的区划图中，唐山市位于Ⅷ度设防区，那么实际烈度为Ⅷ度时房屋基本完好，Ⅸ度房屋坏了可修好，Ⅹ度房屋不会塌。
简而言之，震级8级是地震本身的强度；烈度Ⅷ度是地震造成震区某一特定地点的破坏程度；抗震设防烈度是一般工程结构必须满足的抗震设防标准。
【地震烈度和地震震级?它们是一回事吗对吗】地震发生后，指挥决策者可以通过地震烈度图明确地震灾害分布情况，及时有效地指导应急救援；灾后重建时，政府和施工单位可根据区划烈度图进行抗震设防规划建设，实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标；科学研究中，学者可以通过对历史地震烈度图进行规律总结，有针对性地开展地震烈度衰减关系研究。
可以说，地震烈度与震级形影不离，是地震研究和防震减灾工作中的重要角色。
图文：徐志双（中国地震台网中心）