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표면파 규모

표면파 규모(Surface wave magnitude, Ms)는 지진학에서 특정 지진의 지진 규모를 측정하는 데 사용하는 척도 중 하나이다. 지구 표면을 따라 이동하는 표면파인 레일리파(Rayleigh wave)를 통해 측정한다.

표면파 규모는 1942년 베노 구텐베르크(Beno Gutenberg)가 리히터 규모(ML)로는 측정할 수 없는 더 강하거나 더 멀리 떨어진 곳에서 일어난 천발 지진을 측정하기 위해 개발하였다. 이는 1935년 찰스 리히터(Charles Richter)가 처음 개발하고 1940년대에서 1950년대 사이 리히터와 구텐베르크가 개량한 리히터 규모(국지 규모)와 깊은 관련이 있다. 기호로는 Ms, MS, MS 등으로 표기한다.

표면파 규모의 정의 공식은 다음과 같다.

$$ M_s = \log_{10} \left( \frac{A}{T} \right)_{\text{max}} + \sigma(\Delta) $$

여기서 A는 표면파의 최대 입자 변위(두 수평 변위의 벡터 합)를 마이크로미터(μm) 단위로 나타낸 값이며, T는 초 단위의 주기(보통 20±2초 사용), Δ는 도(°) 단위의 진앙과의 거리이다. 거리 보정 함수 σ(Δ)는 다음과 같다.

$$ \sigma(\Delta) = 1.66 \cdot \log_{10}(\Delta) + 3.5 $$

Ms 규모는 약 6 정도까지 ML(리히터 규모)와 대략 일치하며, 그 이상에서 약 0.5 정도의 차이가 발생한다. 표면파 규모는 원지 지진(teleseism)의 지진파, 즉 진앙으로부터 약 100 km 이상 떨어진 지점에 있는 천발 지진을 위해 측정되었기 때문에, 진앙과의 거리가 50 km 이하이거나 두 지진계의 각도가 20°보다 작을 경우 보정치 추가가 필요하다.

표면파 규모의 주요 변형으로는 1967년 IASPEI(국제지진학및지구내부물리학회)가 권고한 표준화된 Ms20(Ms20, Ms(20)) 규모인 "모스크바-프라하 공식"과, 최대 60초 주기의 가장 강력한 레일리파 진폭을 측정하는 광대역 개정 규모(Ms_BB, Ms(BB)) 등이 있다. 또한 중화인민공화국에서는 표면파 규모를 지진 분류를 위한 표준 기준(GB 17740-1999)으로 공식 사용하고 있으며, 중국이 개발한 763형 장주기 지진계에 맞게 조정한 수정 표면파 규모를 사용한다.

표면파 규모는 현대에 이르러서는 지진 에너지를 가장 정확하게 나타내는 모멘트 규모(Mw)로 대체되는 추세이나, 역사적 지진의 규모 비교와 특정 지역의 지진 관측 체계에서 여전히 사용되고 있다.

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