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地震仪模拟动画 - 显示人工或真实波形

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就绪 - 环境噪声监测中 连续监测
实时振幅 0.00
峰值振幅 0.00
估算震级 --
数据点/秒 180
地震仪与地震波形知识

地震仪利用惯性原理工作。其核心组件是一个悬挂的重锤(质量块),当地面震动时,重锤因惯性保持相对静止,而固定在地面上的框架随地面运动。两者之间的相对位移被放大并记录在旋转的滚筒纸卷上,形成波形图。现代数字地震仪使用电磁传感器将机械振动转换为电信号进行数字化记录。

P波(纵波/Primary wave):传播速度最快(5-8 km/s),最先到达地震仪。质点振动方向与传播方向一致(压缩-拉伸),振幅较小,频率较高,可通过固体和液体。
S波(横波/Secondary wave):传播速度较慢(3-5 km/s),第二个到达。质点振动方向垂直于传播方向(剪切运动),振幅较大,频率较低,只能通过固体传播。P波和S波到达的时间差可用于计算震中距。

地震大小主要通过震级来衡量。里氏震级通过测量地震波的最大振幅并考虑震中距来计算:ML = log₁₀(A) - log₁₀(A₀),其中A是记录到的最大振幅,A₀是标准参考振幅。振幅每增大10倍,震级增加1级;能量约增加32倍。波形图上,大地震的振幅明显更大,持续时间更长,且表面波发育显著。

一份完整的地震记录通常包含:① 背景噪声(地震波到达前的环境振动);② P波初动(第一个可识别的信号,振幅突然增大);③ S波到达(振幅和周期明显变化的第二个信号);④ 表面波(振幅最大、周期最长的波动,破坏性最强);⑤ 尾波(逐渐衰减的后续振动,由散射和多次反射造成)。

现代地震仪主要分为:短周期地震仪(记录高频振动,用于近震监测);长周期地震仪(记录低频振动,用于远震和深源地震);宽频带地震仪(覆盖从0.001Hz到100Hz的宽广频率范围,是现代地震台网的主力设备);强震仪(专门记录强烈地震的近场运动,不会在大振幅下饱和)。

本工具使用算法合成波形:人工波形(正弦波、三角波、扫频信号)基于数学函数实时计算;模拟地震波形采用分阶段包络线模型,依次生成P波(高频小振幅,持续约2-3秒)、S波(中频大振幅,持续约3-5秒)、表面波(低频最大振幅,持续约5-10秒)和指数衰减尾波,模拟真实地震记录的特征。所有波形均实时滚动显示,模拟地震仪滚筒纸卷的移动效果。