发展历史
里氏地震规模最早是在1935年由两位来自美国加州理工学院的地震学家里克特(Charles Francis Richter)和古腾堡(Beno Gutenberg)共同制定的。
此标度原先仅是为了研究美国加州地区发生的地震而设计的,并用伍德-安德森扭力式地震仪(Wood-Anderson torsion seismometer)测量。里克特设计此标度的目的是区分当时加州地区发生的大量小规模地震和少量大规模地震,而灵感则来自天文学中表示天体亮度的星等。
为了使结果不为负数,里克特定义在距离震中100千米处之观测点地震仪记录到的最大水平位移为1微米(这也是伍德-安德森扭力式地震仪的最大精度)的地震作为规模0级的地震。按照这个定义,如果距震中100千米处的伍德-安德森扭力式地震仪测得的地震波振幅为1毫米(103微米)的话,则震级为里氏3级。里氏地震规模并没有规定上限或下限。现代精密的地震仪经常记录到规模为负数的地震。
由於当初设计里氏地震规模时所使用的伍德-安德森扭力式地震仪的限制,近震规模 ML 若大於约6.8级或观测点距离震中超过约600千米便不适用。后来研究人员提议了一些改进,其中面波震级(MS)和体波震级(Mb)最为常用。
缺点和改进
里氏地震规模的主要缺陷在於它与震源的物理特性没有直接的联繫,并且由于the scaling law of earthquake spectra的限制,在8.3-8.5级左右会产生饱和效应,使得一些强度明显不同的地震在用传统方法计算后得出里氏地震规模(如(MS)数值却一样。到了21世纪初,地震学者普遍认为这些传统的震级表示方法已经过时,转而采用一种物理含义更为丰富,更能直接反应地震过程物理实质的表示方法即地震矩规模(Moment magnitude scale,MW)。地震矩规模是由同属加州理工学院的金森博雄(Hiroo Kanamori)教授於1977年提出的。该标度能更好的描述地震的物理特性,如地层错动的大小和地震的能量等。
地震规模与地震烈度是不同的概念。地震烈度(例如麦加利地震烈度)是表示地震破坏程度的标度,与地震区域的各种条件有关,并非地震之绝对犟度。
震级与发生频率
下表列出的是不同里氏震级(ML)的年均发生次数和震中地区的影响:
震级与能量
由于里氏地震规模是常用对数,因此在估算能量的时候,里氏震级每增加一,释放的能量大约增加32倍。
下表列出的是不同级别的地震释放的能量相当于的TNT当量: