P波
地震波形
P波即是地震縱波,又稱脹縮波,是地震時從震源傳出的一種彈性波,傳播它的介質質點振動方向和波的傳播方向一致。縱波傳播時,介質的密度會加密和變疏,體積的大小發生變化,但形態不改變,在未固定形狀的介質中也能通過,即地震縱波在地球內部的各部分都能傳播。縱波的傳播速度比橫波快,因此地震縱波總是最先到達觀測點,故又稱初至波( primary wave),P波即選首字母縮寫而成。
P波(P-wave or primary wave)是兩種體波(體波的命名是因為此波穿越地球內部,相對於體波的是表面波,另一種體波是S波(secondary wave))中的一種。P波意指地震縱波(primary wave,初波)或是壓力波(pressure wave)。在所有地震波中,P波擁有最快的傳遞速度,因此地震發生時,P波是最早抵達測站,並被地震儀紀錄下來的地震波,這也是P波名稱的由來。P波的P也能代表壓力(pressure),來自於其震動傳遞類似聲波,屬於縱波的一種(或疏密波),傳遞時介質的震動方向與震波能量的傳播方向平行。
對於地球內部構造的了解和推論,大部分是藉由觀測地震波中的體波。地震波在不同介質有不同傳播時間和路徑,在介質交界面時會產生反射、折射,以及相位的改變,地震學家利用這些特性來獲得地球內部資訊。當體波穿越地球液態層時,P波在經過下部地幔與外地核時會稍許折射。造成P波在104°至140°間會有陰影區,即地震儀記錄不到。
震源處的岩層活動產生強烈震動時,會產生一種以很快速度向四面八方傳播的波,其中一部分傳到地球表面,這就是地震波。地震波分為縱波和橫波。振動方向與波前進的方向相垂直的是橫波,與傳播方向相一致為縱波。縱波每秒種傳播速度5~6千米,能引起地面上下跳動;橫波傳播速度較慢,每秒3~4千米,能引起地面水平晃動。
橫波傳播速度較慢,每秒3~4千米,能引起地面水平晃動。橫波振動方向與波前進方向垂直,而縱波振動方向與傳播方向一致。在震中區,地震波直接入射地面,橫波表現為左右搖晃,縱波表現為上下跳動。另外,橫波振幅比縱波大,破壞力大,橫波的水平晃動力是造成建築物破壞的主要原因。
縱波的傳播速度比橫波快,總是在早於橫波到達觀測點,縱波傳播速度的計算公式為:
Vp=[ (λ+2μ) / ρ ]
其中,λ和μ分別是介質彈性性質有關的拉梅常數,ρ為介質的密度。
由於各種地震波的傳播速度不同,傳播到觀測點的時間也就有先後。地震發生后,地震觀測者最先接收到的波稱初至波。因縱波傳播速度最快,觀測者一般總是首先接收到縱波。根據不同的波速和它們傳播到觀察站的時差等,可推算震源深度、震中距離。