La escala de intensidad sísmica de la Agencia Meteorológica de Japón (JMA) [1] (conocida en Japón como escala sísmica Shindo ) [2] es una escala de intensidad sísmica utilizada en Japón para categorizar la intensidad de los temblores locales del suelo causados por terremotos .
La escala de intensidad JMA no debe confundirse ni combinarse con mediciones de magnitud como la magnitud del momento (Mw) y las escalas Richter anteriores, que representan cuánta energía libera un terremoto. Al igual que la escala Mercalli , el esquema JMA cuantifica cuánto temblor de la superficie del suelo se produce en los sitios de medición distribuidos por toda una zona afectada . Las intensidades se expresan como valores numéricos llamados shindo (震度, "intensidad sísmica") ; cuanto mayor sea el valor, más intenso será el temblor. Los valores se derivan de la aceleración máxima del suelo y la duración del temblor, que a su vez están influenciados por factores como la distancia y la profundidad del hipocentro (foco) , las condiciones locales del suelo y la naturaleza de la geología intermedia, así como la magnitud del evento; por lo tanto, cada terremoto implica numerosas intensidades.
Los datos necesarios para calcular la intensidad se obtienen de una red de 670 estaciones de observación que utilizan acelerómetros de movimiento terrestre fuerte "Modelo 95" . [3] [4] La agencia proporciona al público informes en tiempo real a través de los medios de comunicación e Internet [5] que dan la hora del evento, el epicentro (ubicación) , la magnitud y la profundidad, seguidos de lecturas de intensidad en las localidades afectadas.
El Observatorio Meteorológico de Tokio, que en 1887 se convirtió en el Observatorio Meteorológico Central [6], definió por primera vez una escala de intensidad de cuatro incrementos en 1884 con los niveles bi (微, débil) , jaku (弱, débil) , kyō (強, fuerte) y retsu (烈, violento) . En 1898, la escala se cambió a un esquema numérico, asignando a los terremotos niveles de 0 a 7. [7]
En 1908, se definieron parámetros descriptivos para cada nivel de la escala y se asignó un nivel a las intensidades en lugares específicos que acompañaban a un terremoto según el efecto percibido en las personas en cada sitio de observación. Esto se utilizó ampliamente durante el período Meiji y se revisó durante el período Shōwa, con una revisión de las descripciones. [7]
Después del Gran Terremoto de Hanshin de 1995 , el primer terremoto que generó un temblor de la intensidad más fuerte de la escala (7), las intensidades 5 y 6 se redefinieron en dos nuevos niveles, reconfigurando la escala en uno de 10 incrementos: 0-4, 5-inferior (5-), 5-superior (5+), 6-inferior (6-), 6-superior (6+) y 7. Esta escala se ha utilizado desde 1996. [7]
La escala JMA se expresa en niveles de intensidad sísmica de 0 a 7 de una manera similar a la escala de intensidad Mercalli , que no se utiliza comúnmente en Japón. Los informes de terremotos en tiempo real se calculan automáticamente a partir de mediciones de la aceleración máxima del suelo en toda la zona afectada realizadas con medidores de intensidad sísmica , y la JMA informa las intensidades de un terremoto determinado según la aceleración del suelo en los puntos de medición. Dado que no existe una correlación lineal simple entre la aceleración del suelo y la intensidad (también depende de la duración del temblor [8] [9] [10] ), los valores de aceleración del suelo de la siguiente tabla son aproximaciones. [ se necesita una mejor fuente ]
La intensidad 7 (震度7 , Shindo-nana ) es la intensidad máxima en la escala de intensidad sísmica de la Agencia Meteorológica de Japón, que abarca terremotos con una intensidad instrumental (計測震度) de 6,5 y más. [15] En la intensidad 7, se vuelve imposible moverse a voluntad. [13] La intensidad se creó después del terremoto de Fukui de 1948. Se observó por primera vez en el gran terremoto de Hanshin de 1995 y se clasificó como "terremotos brutales".
Desde abril de 1997, Japón utiliza dispositivos automáticos, conocidos como "medidores de intensidad sísmica", para medir e informar sobre la fuerza de los terremotos en función de la escala JMA. Esto sustituyó al antiguo sistema que dependía de la observación humana y la evaluación de los daños.
La instalación de estos medidores comenzó en 1991 con el "medidor de intensidad sísmica Modelo 90", que no tenía la capacidad de registrar formas de onda. En 1994, se introdujo una versión mejorada, el "medidor de intensidad sísmica Modelo 93", que podía registrar formas de onda digitales en tarjetas de memoria . Más tarde, se introdujo el "medidor de intensidad sísmica Modelo 95", que tenía varias mejoras, incluida la capacidad de observar el doble del límite de aceleración y una mayor frecuencia de muestreo. Hoy en día, todos los medidores de intensidad sísmica de JMA son de este tipo "Modelo 95". [19] [20]
Especificaciones del medidor de intensidad sísmica modelo 95 [21]
A finales de 2009, se utilizaban unos 4.200 de estos medidores para la "información de intensidad sísmica" de la JMA, y en agosto de 2011, esta cifra había aumentado a 4.313. Se trata de un aumento significativo respecto de las aproximadamente 600 unidades que se utilizaban cuando se hizo el cambio a la medición de la intensidad sísmica. Esto demuestra que la red de observación de la actividad sísmica de Japón es una de las más completas del mundo. De estos medidores, unos 600 están gestionados por la JMA, unos 780 por el Instituto Nacional de Investigación para las Ciencias de la Tierra y la Resiliencia ante los Desastres (NIED) y unos 2.900 por organismos gubernamentales locales. [22] [23]
La red fue diseñada con el objetivo de contar con un sismómetro en cada municipio antes de las grandes fusiones municipales de la era Heisei. Se instalaron unidades adicionales en islas remotas y áreas con baja población para garantizar una cobertura completa.
Además de los medidores de intensidad sísmica que se utilizan para la información de la JMA, los organismos gubernamentales locales han instalado muchos otros medidores que no se utilizan para la información de la JMA. Las instituciones públicas y las organizaciones de transporte público también han instalado medidores de forma independiente para garantizar la seguridad de la infraestructura, como presas , ríos y ferrocarriles .
Para garantizar la precisión de las mediciones de intensidad sísmica, existen directrices específicas para la instalación de medidores de intensidad sísmica. La JMA no utiliza datos de medidores instalados en lugares inadecuados para obtener información sobre la intensidad sísmica.
En primer lugar, estos medidores deben colocarse sobre un soporte resistente diseñado para ellos. Debido a que el suelo puede temblar más en terraplenes o acantilados, los medidores deben instalarse en el exterior sobre un terreno plano y estable sin escalones cerca, y al menos dos tercios del soporte deben estar enterrados en el suelo. También existen reglas sobre las estructuras cercanas. Los medidores deben estar lo suficientemente lejos de árboles o vallas que puedan caerse y golpear el medidor. Si los medidores se instalan en el interior, deben colocarse cerca de los pilares en la planta baja, y pueden instalarse en cualquier lugar desde el sótano hasta el segundo piso. Los medidores no se instalan en edificios que tienen aislamiento sísmico o construcción de control.
Los medidores de intensidad sísmica deben estar fijados de forma segura al soporte o, si están en el interior, al suelo. Se recomienda seguir las instrucciones de instalación proporcionadas para cada tipo de medidor y, si es posible, fijarlos con pernos de anclaje.
La JMA clasifica la ubicación de instalación de los medidores de intensidad sísmica utilizados para obtener información sobre la intensidad de los terremotos en una escala de A a E. Las calificaciones A a C son aceptables, la D generalmente no se utiliza pero se puede usar después de una cuidadosa consideración y la E no es aceptable.
Sin embargo, ha habido casos en los que se utilizó información sobre la intensidad de los terremotos a pesar de que los medidores estaban instalados en lugares inadecuados, y más tarde se cuestionó y corrigió la precisión de la información. Por ejemplo, durante el terremoto de Iwate de julio de 2008, se registró una intensidad de 6+ (que más tarde se cambió a 6-) en Ono, ciudad de Hirono, prefectura de Iwate. Esta intensidad era mucho mayor que en los municipios cercanos, lo que dio lugar a una investigación. El 29 de octubre del mismo año, la JMA anunció que el medidor de Ono estaba en un lugar inadecuado para la observación de terremotos y lo eliminó de los datos de intensidad de terremotos, corrigiendo la intensidad máxima de 6+ a 6-. [24] Dado que el medidor de Ono se calificó originalmente como aceptable, se ha sugerido que otros medidores también podrían estar en lugares de instalación deteriorados.
El número de estaciones de monitoreo sísmico creció significativamente en 1996, gracias al aumento del número de puntos de observación sísmica por parte de la JMA. Este crecimiento ha hecho más fácil detectar terremotos fuertes cerca de su punto de origen. Por ejemplo, el terremoto de Nagano de 1984 , que causó muchos daños pero que solo fue calificado como un 4 en términos de intensidad sísmica, y el terremoto de Nankai de 1946 , un gran terremoto que fue calificado como un 5, habrían recibido calificaciones más bajas si no hubiera habido estaciones de monitoreo cerca de sus puntos de origen antes de 1995. Después del aumento en las estaciones de monitoreo, incluso si un terremoto es del mismo tamaño que antes, es probable que reciba una calificación de intensidad sísmica más alta, y las calificaciones de alta intensidad como 6- se informan con mayor frecuencia. [25] [26] El aumento de los puntos de observación sísmica ha permitido detectar intensidades de terremotos más cercanas a su punto de origen, y la JMA está estudiando las diferencias entre las intensidades de terremotos más altas detectadas en todas las estaciones de monitoreo y las intensidades medidas en las oficinas de la JMA, [4] [27] para entender cómo el aumento de estaciones de monitoreo ha cambiado las intensidades sísmicas máximas. A continuación se presentan algunos ejemplos:
En terremotos con magnitudes menores, el rango de intensidad sísmica 6- se vuelve más estrecho. Aun así, si hay muchos puntos de observación, algunos caerán dentro del rango de intensidad sísmica 6-. Sin embargo, si hay menos puntos de observación, existe una alta posibilidad de que la intensidad sísmica máxima sea menor porque no será captada por los puntos de observación. Antes de 1995, un terremoto con una intensidad sísmica máxima de 6 era ciertamente un "terremoto mayor" en términos de magnitud. Sin embargo, desde 1996, incluso los terremotos menores muy superficiales tienen más probabilidades de reportar intensidades sísmicas de 5 o 6, por lo que no es apropiado tratar los "terremotos con una intensidad sísmica máxima de 6" a la par con los anteriores a 1995. [25] Puede parecer como si hubiera habido más terremotos desde el Gran Terremoto de Hanshin-Awaji , pero esto no se debe a que haya habido más terremotos, sino a que ha habido más reportes de intensidad sísmica. [25]
Además, los puntos de observación de la intensidad sísmica no están distribuidos uniformemente por área. A menudo se instalan en regiones con alta densidad de población, especialmente en áreas urbanas. Esta tendencia es particularmente fuerte en los puntos de observación establecidos por entidades públicas locales. En estas áreas de alta densidad de población, tiende a haber una mayor tasa de amplificación de la intensidad sísmica en la capa superficial del suelo. [26]
Los sismómetros utilizados por la JMA y otros observan los temblores a través de acelerómetros . Primero miden los tres componentes del movimiento (vertical, norte-sur y este-oeste) como señales de aceleración en el dominio del tiempo. Luego, la intensidad sísmica instrumental (valor decimal) se calcula mediante el siguiente proceso: [32]
Redondee la intensidad sísmica instrumental (si es negativa, es 0, si es 8 o más, es 7) para determinar el nivel de intensidad sísmica de 0 a 7. En el caso de la intensidad sísmica 5 y 6, se divide además en inferior y superior dependiendo de si se redondea hacia arriba o hacia abajo (consulte la sección Descripción general de la escala).
Un estudio de 1971 que recopiló y comparó intensidades según las escalas JMA y Medvedev–Sponheuer–Karnik (MSK) mostró que la escala JMA era más adecuada para terremotos más pequeños, mientras que la escala MSK era más adecuada para terremotos más grandes. La investigación también sugirió que para terremotos pequeños hasta una intensidad JMA 3, se podía calcular una correlación entre los valores MSK y JMA con la fórmula MSK = JMA1.5 + 1.5, mientras que para terremotos más grandes la correlación era MSK = JMA1.5 + 0.75. [33]
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