Gemodificeerde mercalli -intensiteitsschaal

"Mercalli" leidt hier om. Zie voor de wetenschapper naar wie de schaal is vernoemd Giuseppe Mercalli.

De Gemodificeerde mercalli -intensiteitsschaal (Mm, Mmi, of MCS), ontwikkeld van Giuseppe Mercalli's Mercalli -intensiteitsschaal van 1902, is een Seismische intensiteitsschaal gebruikt voor het meten van de intensiteit van schudden geproduceerd door een aardbeving. Het meet de effecten van een aardbeving op een bepaalde locatie, onderscheiden van de inherente kracht of sterkte van de aardbeving zoals gemeten door Seismische magnitude schalen (zoals de " Mw"Grootte meestal gerapporteerd voor een aardbeving). Hoewel schudden wordt veroorzaakt door de seismische energie Vrijgegeven door een aardbeving verschillen aardbevingen in hoeveel van hun energie wordt uitgestraald als seismische golven. Diepere aardbevingen hebben ook minder interactie met het oppervlak en hun energie is verspreid over een groter volume. Schudintensiteit is gelokaliseerd en neemt over het algemeen af ​​met de afstand van de aardbeving epicentrum, maar kan worden versterkt sedimentaire bassins en bepaalde soorten niet -geconsolideerde bodems.

Intensiteitsschalen categorisch categoriseren empirisch de intensiteit van schudden op basis van de effecten die worden gerapporteerd door niet -getrainde waarnemers en zijn aangepast voor de effecten die in een bepaald gebied kunnen worden waargenomen.[1] Door geen instrumentele metingen te vereisen, zijn ze nuttig voor het schatten van de grootte en locatie van historische (pre -instrumentele) aardbevingen: de grootste intensiteiten komen in het algemeen overeen met het epicentrale gebied, en hun graad en omvang (mogelijk uitgebreid door kennis van lokale geologische omstandigheden) kunnen worden vergeleken met andere lokale aardbevingen om de omvang te schatten.

Geschiedenis

Italiaanse vulkanoloog Giuseppe Mercalli Formuleerde zijn eerste intensiteitsschaal in 1883.[2] Het had zes graden of categorieën, is beschreven als "slechts een aanpassing" van de toenmalige standaard Rossi - Forel -schaal van 10 graden, en is nu "min of meer vergeten".[3] De tweede schaal van Mercalli, gepubliceerd in 1902, was ook een aanpassing van de Rossi -Forel -schaal, met behoud van de 10 graden en het uitbreiden van de beschrijvingen van elke graad.[4] Deze versie "vond gunst bij de gebruikers" en werd overgenomen door het Italiaanse centrale kantoor voor meteorologie en geodynamica.[5]

In 1904 stelde Adolfo Cancani voor om twee extra graden toe te voegen voor zeer sterke aardbevingen, "catastrofe" en "enorme catastrofe", waardoor een schaal van 12 graden ontstond.[6] Zijn beschrijvingen zijn tekort, August Heinrich Sieberg verhoogde ze in 1912 en 1923, en gaf een Piek grondversnelling Voor elke graad.[7] Dit werd bekend als de "Mercalli - Cancani -schaal, geformuleerd door Sieberg", of de "Mercalli - Cancani - Sieberg Scale", of gewoon "MCS",[8] en werd veelvuldig gebruikt in Europa en blijft in Italië in gebruik door de National Institute of Geophysics and Volcanology (INGV).[9]

Wanneer Harry O. Wood en Frank Neumann vertaalde dit in het Engels in 1931 (samen met aanpassing en condensatie van de beschrijvingen en verwijdering van de versnellingscriteria), ze noemden het de "gemodificeerde Mercalli -intensiteitsschaal van 1931" (MM31).[10] Sommige seismologen verwijzen naar deze versie de "Wood -Neumann Scale".[8] Wood en Neumann hadden ook een verkorte versie, met minder criteria voor het beoordelen van de mate van intensiteit.

De Wood -Neumann -schaal werd in 1956 herzien door Charles Francis Richter en gepubliceerd in zijn invloedrijke leerboek Elementaire seismologie.[11] Deze intensiteitsschaal niet willen verwarren met de Richter magnitude schaal Hij had zich ontwikkeld, hij stelde voor het de "gemodificeerde Mercalli -schaal van 1956" te noemen (MM56).[8]

In hun compendium van historische seismiciteit 1993 in de Verenigde Staten,[12] Carl Stover en Jerry Coffman negeerden de herziening van Richter en gaven intensiteiten toe volgens hun enigszins gemodificeerde interpretatie van Wood en Neumann's schaal van 1931,[a] effectief het creëren van een nieuwe, maar grotendeels zonder papieren versie van de schaal.[13]

De basis waarmee de U.S. Geological Survey (en andere agentschappen) wijst intensiteiten toe, is nominaal hout en de MM31 van Neumann. Dit wordt echter in het algemeen geïnterpreteerd met de wijzigingen samengevat door Stover en Coffman, omdat in de decennia sinds 1931: "Sommige criteria zijn betrouwbaarder dan andere als indicatoren voor het niveau van grondschudden".[14] Ook zijn bouwcodes en methoden geëvolueerd, waardoor veel van de gebouwde omgeving sterker wordt; Deze maken een bepaalde intensiteit van grondschudden zwakker.[15] Ook zijn sommige van de oorspronkelijke criteria van de meest intense graden (X en hoger), zoals gebogen rails, grondscheuren, aardverschuivingen, enz. spectaculair falen ".[14]

De categorieën "catastrofe" en "enorme catastrofe" toegevoegd door Cancani (XI en XII) worden zo zelden gebruikt dat de huidige USGS -praktijk is om ze samen te voegen in een enkele categorie "Extreme" afgekort als "x+".[16]

Gemodificeerde mercalli -intensiteitsschaal

De mindere graden van de MMI -schaal beschrijven in het algemeen de manier waarop de aardbeving door mensen wordt gevoeld. Het grotere aantal van de schaal is gebaseerd op waargenomen structurele schade.

Deze tabel geeft MMI's die meestal worden waargenomen op locaties in de buurt van het epicentrum van de aardbeving.[17]

Schaalniveau Grondvoorwaarden
I. niet gevoeld Niet gevoeld behalve door zeer weinigen onder bijzonder gunstige omstandigheden.
II. Zwak Alleen voelden door een paar mensen in rust, vooral op de bovenste verdiepingen van gebouwen. Delicaat gesuspendeerde objecten kunnen slingeren.
Iii. Zwak Voelde me behoorlijk merkbaar door mensen binnenshuis, vooral op de bovenste verdiepingen van gebouwen: veel mensen herkennen het niet als een aardbeving. Staande voertuigen kunnen een beetje schommelen. Vibraties zijn vergelijkbaar met het overlijden van een vrachtwagen, met geschatte duur.
IV. Licht Velen binnen door velen, buitenshuis overdag door: 'S Nachts zijn sommige gewekt. Gerechten, ramen en deuren zijn gestoord; Muren maken krakende geluiden. Sensaties zijn als een zware vrachtwagen die een gebouw treft. Staande voertuigen zijn merkbaar opgeschrikt.
V. Matig Gevoeld door bijna iedereen; Velen ontwaken: sommige gerechten en ramen zijn kapot. Onstabiele objecten worden vernietigd. Slingerklokken kan stoppen.
Vi. Krachtig Vil door iedereen, en velen zijn bang. Sommige zware meubels worden verplaatst; Een paar gevallen van gevallen gips komen voor. Schade is gering.
Vii. Heel sterk Schade is te verwaarlozen in gebouwen van goed ontwerp en constructie; maar licht tot matig in goed gebouwde gewone structuren; Schade is aanzienlijk in slecht gebouwde of slecht ontworpen structuren; Sommige schoorstenen zijn kapot. Opgemerkt door automobilisten.
Viii. Erge, ernstige Schade licht in speciaal ontworpen structuren; Aanzienlijke schade in gewone substantiële gebouwen met gedeeltelijke ineenstorting. Schade groot in slecht gebouwde structuren. Val van schoorstenen, fabrieksstapels, kolommen, monumenten, muren. Zwaar meubels werden vernietigd. Zand en modder uitgeworpen in kleine hoeveelheden. Veranderingen in goed water. Automobilisten zijn gestoord.
Ix. Gewelddadig Schade is aanzienlijk in speciaal ontworpen structuren; Goed ontworpen framestructuren worden uit het schietlood gegooid. Schade is groot in substantiële gebouwen, met gedeeltelijke ineenstorting. Gebouwen worden van funderingen verschoven. Vloeibaarheid komt voor. Ondergrondse pijpen zijn kapot.
X. Extreem Sommige goed gebouwde houten structuren worden vernietigd; De meeste metselwerk- en framestructuren worden vernietigd met stichtingen. Rails zijn gebogen. Aardverschuivingen aanzienlijk van rivieroevers en steile hellingen. Verschoven zand en modder. Water spatte over oevers.
Xi. Extreem Er blijven maar weinig of geen (metselwerk) structuren staan. Bridges worden vernietigd. Brede kloven barsten uit in de grond. Ondergrondse pijpleidingen worden volledig buiten dienst gemaakt. Aarde malptes en land glijdt in zachte grond. Rails zijn enorm gebogen.
XII. Extreem Schade is totaal. Golven worden gezien op grondoppervlakken. Lijnen van het zicht en het niveau zijn vervormd. Objecten worden omhoog in de lucht gegooid.

Correlatie met grootte

Grootte Typische maximale gemodificeerde Mercalli -intensiteit
1.0–3.0 I
3.0–3.9 II - III
4.0–4.9 IV - V
5.0–5.9 VI - VII
6.0–6.9 Vii - ix
7.0 en hoger Viii of hoger
Magnitude/intensiteitsvergelijking, USGS

De correlatie tussen grootte en intensiteit is verre van totaal, afhankelijk van verschillende factoren, waaronder de diepte van de hypocenter, terrein en afstand van het epicentrum. Bijvoorbeeld een magnitude 7.0 Quake in Zout, Argentinië, in 2011, dat was 576,8 km diep, had een maximale viltintensiteit van V,[18] terwijl een magnitude 2.2 -gebeurtenis in Barrow in furness, Engeland, in 1865, ongeveer 1 km diep, had een maximale viltintensiteit van VIII.[19]

De kleine tafel is een ruwe gids voor de graden van de MMI -schaal.[17][20] De hier getoonde kleuren en beschrijvende namen verschillen van die welke worden gebruikt op bepaalde shake -kaarten in andere artikelen.

Het schatten van de site -intensiteit en het gebruik ervan bij het beoordelen van seismische gevaren

Tientallen intensiteit-predicievergelijkingen[21] zijn gepubliceerd om de macroseismische intensiteit op een locatie te schatten, gezien de grootte, bron-naar-site afstand en misschien andere parameters (bijv. Lokale site-omstandigheden). Deze zijn vergelijkbaar met Vergelijkingen van de grondbeweging voor de schatting van instrumentale sterk-motion parameters zoals Piek grondversnelling. Een samenvatting van de intensiteitsvoorspellingsvergelijkingen is beschikbaar.[22] Dergelijke vergelijkingen kunnen worden gebruikt om de seismisch gevaar In termen van macroseismische intensiteit, die het voordeel heeft dat hij nauwer verband houdt seismisch risico dan instrumentele sterk-motion parameters.[23]

Correlatie met fysieke hoeveelheden

De MMI -schaal is niet gedefinieerd in termen van meer rigoureuze, objectief kwantificeerbare metingen zoals schudamplitude, schudfrequentie, pieksnelheid of piekversnelling. Door mensen waargenomen schudden en schade aan het bouwen kunnen het beste worden gecorreleerd met piekversnelling voor gebeurtenissen met een lagere intensiteit en met pieksnelheid voor gebeurtenissen met een hogere intensiteit.[24]

Vergelijking met de schaal van de moment magnitude

De effecten van een aardbeving kunnen sterk variëren van plaats tot plaats, dus veel MMI -waarden kunnen worden gemeten voor dezelfde aardbeving. Deze waarden kunnen het beste worden weergegeven met behulp van een voorgevormde kaart van gelijke intensiteit, bekend als een Isoseismale kaart. Elke aardbeving heeft echter slechts één omvang.

Zie ook

Referenties

Aantekeningen

  1. ^ Hun aanpassingen waren voornamelijk aan graden IV en V, met VI contingent op meldingen van schade aan door de mens gemaakte structuren, en VII die alleen "schade aan gebouwen of andere door de mens gemaakte structuren" beschouwt. Zie details op Stover & Coffman 1993, pp. 3–4.

Citaten

  1. ^ "De gemodificeerde Mercalli -intensiteitsschaal". USGS.
  2. ^ Davison 1921, p. 103.
  3. ^ Musson, Grünthal & Stucchi 2010, p. 414.
  4. ^ Davison 1921, p. 108.
  5. ^ Musson, Grünthal & Stucchi 2010, p. 415.
  6. ^ Davison 1921, p. 112.
  7. ^ Davison 1921, p. 114.
  8. ^ a b c Musson, Grünthal & Stucchi 2010, p. 416.
  9. ^ National Institute of Geophysics and Volcanology. "Intensiteitsevaluatiemethode". Opgehaald 2022-10-20.
  10. ^ Wood & Neumann 1931.
  11. ^ Richter 1958; Musson, Grünthal & Stucchi 2010, p. 416.
  12. ^ Stover & Coffman 1993
  13. ^ Grünthal 2011, p. 238. De meest definitieve uiteenzetting van de effectieve schaal van de Stover en Coffman is op Musson & Cecić 2012, §12.2.2.
  14. ^ a b Dewey et al. 1995, p. 5.
  15. ^ Davenport & Dowrick 2002.
  16. ^ Musson, Grünthal & Stucchi 2010, p. 423.
  17. ^ a b "Magnitude versus intensiteit" (PDF). USGS. Gearchiveerd (PDF) Van het origineel op 2022-03-05. Opgehaald 2022-03-05.
  18. ^ Geologische enquête van de Verenigde Staten. "M 7.0 - 26 km nne van El Hoyo, Argentinië - impact". ANSS uitgebreide aardbevingscatalogus.
  19. ^ British Geological Survey. "UK historische aardbevingsdatabase". Opgehaald 2018-03-15.
  20. ^ "Gewijzigde Mercalli -intensiteitsschaal". Association of Bay Area regeringen.
  21. ^ Allen, Wald & Worden 2012.
  22. ^ "Vergelijkingen van de grondbeweging (1964–2021) door John Douglas, Universiteit van Strathclyde, Glasgow, Verenigd Koninkrijk".
  23. ^ Musson 2000.
  24. ^ "Shakemap wetenschappelijke achtergrond". USGS. Gearchiveerd van het origineel op 2009-08-25. Opgehaald 2017-09-02.

Bronnen

Verder lezen

  • Jones, Richard (2012), "Onderzoek naar de Mercalli -intensiteitsschaal via 'geleefde ervaring'", Wetenschapsbereik, 36 (4): 54–60, Jstor 43183283

Externe links