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地震百問


22. 地表振動與地震波之關係為何?

地表振動與地震波之關係

地震發生時,在震源引起的擾動以彈性波自震源向四面八方傳播,經過地球內部或沿地球表面傳播,產生體波表面波

地表振動的先後順序

※ 若先不考慮地震波動的衰減與幾何擴散特性,地表感受到的振動順序如下:

1st 最先抵達

P波

引起短週期的上下振動,讓人感覺到地面突然的垂直跳動。

2nd 隨後抵達

S波

引起短週期的水平振動,造成建築物強烈的左右搖晃。

3rd 最後抵達

表面波

引起長週期的振動,給人如同乘船般綿長而持續的起伏感。

地震波能量衰減的原因

地震波的能量在傳播的過程中會逐漸衰減,主要受以下兩大因素影響:

幾何擴散

當地震波向四面八方傳得愈遠,其分散在單位體積內的能量就愈少。因此距離震源愈遠的地區,所感受到的振動就愈小。

地層吸收 (非完全彈性)

地層並非完全的彈性體。當震波穿過不同特性的地層時,會吸收不同頻帶的能量,導致傳播距離愈遠,能量被消耗吸收得愈大。

特殊放大效應:陷波 (Trapped wave)

地質鬆軟的地區(如沉積盆地),地震波在堅硬岩盤與鬆軟土層交界處會發生「重複反射」,進而產生能量無法散去的陷波。這種現象會使鬆軟地表產生共振,使得地表振動程度更加嚴重且持久。

  

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