上海徐匯區ML1.9 有感地震分析＊

于海英 溫燕林 馮 策

1) 上海市地震局，上海 200062

2) 上海佘山地球物理國家野外科學觀測研究站，上海 200062

引言

地震是人類面臨的最嚴重的自然災害之一。地球上每天都在發生地震，全世界每年平均發生有感地震5 萬多次，5 級以上地震近千次，7 級以上地震約18 次，8 級以上地震約1—2 次。我國是一個地震災害嚴重的國家，具有地震頻度高、強度大、震源淺、分布廣等特點。地震對人民生命財產安全帶來極大威脅，是名副其實的災害之首。20 世紀以來，我國因地震造成的死亡人數占全部因自然災害死亡人數的50%以上，1920 年的海源M8.5 大地震中罹難人數超過28 萬，1976 年的唐山M7.7 地震中罹難人數超過了24 萬。2008 年5 月12 日，四川汶川M8.0 強震，再次給人民群眾的生命財產帶來重大損失。2011 年3 月11 日，發生在日本的M9.0 大地震，震中位于日本宮城縣以東太平洋海域，震源深度20 km，此次地震造成將近2 萬人的死亡，引發的巨大海嘯對日本東北部造成毀滅性破壞，并引發福島第一核電站核泄漏。由于地震的危害性極大，而目前地震不能準確預報，因此，地震科學研究之路任重道遠。

1 上海有感地震

據記載，上海地區有感地震數量較少，時間分布極不均勻，歷史上多則1 年（1855 年）受到6 次地震波及，少則數十年也沒有一次有感地震記載[1]。在地震的頻度和強度方面，海域地震大于陸地地震，陸地地震除4 次有破壞外，絕大部分只是不同程度的有感。上海歷史上發生的最大地震為1624 年松江的4?級地震，該地震的最大烈度為Ⅵ度。上海及其鄰近地區，曾被視為少震和弱震區，不過上海每年都能感覺到地震的沖擊，這種有感地震來自以下3 個方面。

1.1 較遠大地震傳播到上海有感

這些有感地震主要來自臺灣地區的6.5 級以上地震及日本部分強震。如1994 年9 月16 日臺灣海峽7.3 級地震，1999 年9 月21 日臺灣南投7.6 級地震和2002 年3 月31 日臺灣花蓮7.5 級地震發生時，致上海10 層以上的高層居民強烈有感。顯然，過去由于上海市高層、超高層不多而未能引起關注的臺灣地震，未來仍將會對上海有明顯影響。2008 年5 月12 日四川汶川8.0 級地震和2011 年3 月11 日日本9.0 級大地震，上海很多高層有明顯震感。

1.2 上海周邊地區的有感地震

進入20 世紀70 年代以后，地震頻度和強度卻有所提高，先后發生很多次有感地震（表1[2]）。

表1 1970 年以來上海周邊地區有感地震列表Table 1 The list of earthquakes felt around Shanghai since 1970

1.3 上海陸地上發生的小地震

上海測震臺網每年平均監測到的小地震約4—5 次，這是地殼運動產生能量的正常釋放。2009年11 月7 日17 時03 分在上海松江地區發生M2.5地震，震中位于（31.0°N，121.1°E），深度13 km。松江大學城、天馬山、小昆山等地的居民有輕微震感。震中區附近部分居民感覺到了房屋的輕微震動。2012年4 月2 日發生在上海市徐匯區M1.2 地震，搖動了徐匯、閔行、浦東、盧灣區等部分房屋，驚動了成千上萬的市民。圖1 為上海監視區1970 年1 月1 日—2012 年9 月30 日發生的所有地震震中分布圖。

“十五”測震項目建成之后，目前上海地震臺網共有固定臺站34 個，其中包括上海臺陣的16 個子臺，圖2 為上海臺網和上海臺陣分布圖。

2 2012 年4 月2 日上海小地震介紹

據上海地震臺網測定（地震速報結果）：2012 年4 月2 日23 時27 分51.9 秒，在上海市閔行區發生M1.2 地震，震中位于（31.1°N，121.5°E）。圖3 和圖4分別為上海臺網記錄到的波形圖和離震中最近臺站的波形圖。此次地震很多居民稱，感受到了樓房的震動，且震感明顯。

圖1 上海監視區地震震中分布圖（1970-01-01—2012-09-30）Fig. 1 Distribution of earthquake epicentersin Shanghai monitoring area（1970-01-01—2012-09-30）

圖2 上海臺網（a）和上海臺陣（b）分布圖Fig. 2 Distribution map of Shanghai network（a）and array（b）

3 有感地震原因分析

為何震級只有M1.2，會有這么多人有感呢？

在地震科學中，衡量地震大小有兩把尺子-震級和烈度。震級是表示地震本身大小的量，反映的是地震能量釋放的多少。烈度是地震時人的感覺，地震所造成自然環境的變化和建筑物的破壞程度，來作為判斷地震強烈程度的一種宏觀判據[3]。一次地震，震級只有一個，而不同地區烈度有很大不同，距離震中越近的通常烈度越大。地震是否有感和有感的程度，與地震的震級（震源）、震中距和震源深度（傳播路徑）以及當地的環境（場地條件等）有關。

3.1 地震精確定位后的結果

地震結束后，本人利用上海及周邊地震臺站的數據，利用較多的臺站和更多的震相數據對該地震進行了精確定位。表2 為定位結果，圖5 為震中分布圖，可以明顯看出，速報結果和精確定位結果存在一定的差別，其中發震時刻相差0.68 s，震中位置相差2.4 km，深度相差3 km，ML震級相差0.1 級。根據精確定位的結果，最終該地震確定震中位置為上海徐匯區。

3.2 震源深度淺和強震記錄的峰值加速度大

震源深度是將震源看作一個點，此點到地面垂直距離稱為震源深度。目前震源深度是地震學中最難準確測定的參數之一，各種方法對于震源深度的估計都具有相當程度的不確定性，影響著人們對震源過程的認識，各種因素對震源深度的影響是非線性的。震源深度受震中距或臺站距離、到時殘差和速度模型（地震模型）等多種因素的影響[4]。地球上大部分地震發生在地殼（33 km）內。地震精確定位結果顯示，該震源深度為7 km，震級ML1.9。由于震源深度較淺，震級較小，破壞面積不大，但震源區的烈度卻相對較大（圖6），世博臺和徐匯臺加速度峰值達到了50 mm/s2，震中區域的加速度峰值在40 mm/s2左右，烈度相當大，所以震源附近的居民會感覺很明顯，而其他離震源稍遠一點的上海的強震臺站記錄到的加速度峰值都在10 mm/s2左右，人們已經感覺不到地震動了。

圖3 上海地震臺網的波形記錄Fig. 3 Waveform record of Shanghai earthquake network

圖4 最近臺站上戲臺（SHX）的波形記錄Fig. 4 Waveform record of the SHX station on the nearest station

表2 地震速報結果和精確定位結果的比較Table 2 Comparison of the results of earthquake quick and accurate location

圖5 速報結果與精確定位結果分布圖Fig. 5 Distribution map of quick report results and accurate results

3.3 地震的時頻分析

臺站所記地震波的頻率與震源性質、傳播介質和臺站場地條件等因素有關系。圖7 為該次地震最近臺站（SHX）記錄的波形和時頻分析圖像，SHX 臺站距離地震位置大約8 km，可以看出該地震波形頻率分布范圍很大，0—50 Hz 范圍內均有分布。Sg 波的能量明顯大于Pg 的能量，在10 Hz、25 Hz 和40 Hz左右，能量比較大，地震有感范圍比較大。

3.4 地震的震源機制解

震源機制主要給出地震斷層的錯動方式和作用力方向等。圖8 為使用CAP 方法計算的該次地震的震源機制解。由震源機制解圖可以看出，該地震為明顯的正斷層，由于地震震級較小，初步認為該地震是由地下較小的正斷裂所致。

3.5 地震發震時間晚和上海人口密度大

該次地震發生在半夜11 時27 分，已是夜深人靜，很多人都已進入夢鄉，在如此安靜的環境下，人們對地震的感覺也會相當靈敏，所以有更多的市民感覺到這次地震。

同時，由于該地震發生在閔行和徐匯交界地區，位于市中心，高樓林立，該區又屬于上海人口密度較大的區域，也有很多結構不穩固的老房子，所以，當地震發生時，會有更多的人感覺到此次地震。

圖6 地震峰值加速度分布圖Fig. 6 Distribution map of peak ground acceleration

3.6 新媒體的社會影響力大

當今社會是一個信息網絡高度發達的社會，微博和博客的飛速發展，信息的公布和傳播尤為透明。地震發生后，上海市地震局在第一時間發布了地震參數的微博，同時很多居民在微博和博客中發布了自己的感覺，這可能也是該地震社會影響大的另一個原因。

圖7 SHX 地震時頻分析圖Fig. 7 Earthquake time-domain analysis of the SHX station

4 結論和討論

本文從精確定位、震源深度、地震烈度、地震的時頻分析、震源機制解、地震發生時間和人口密度及網絡等方面分析了發生在上海徐匯區ML1.9 地震有感的原因，防范于未然：

（1）在地震還不能準確預報的今天，地震的發生有很大的不可預見性，上海歷史上也發生過很多有感地震；

（2）上海不僅只受遠強震和周邊中強地震長波影響有感，而且陸地上也會發生有感地震；

（3）上海作為人口密度最大的城市之一，發生有感地震后不要驚慌，按照地震常識做好地震防御尤為重要。

文中地震資料均來自上海測震臺網。

圖8 地震的震源機制解Fig. 8 The source mechanism solution of earthquake