Tuesday, September 30, 2008

與時間賽跑的地震速報及預警系統

‧台灣光華雜誌 2008/09/22
提及台灣的「世界第一」,多數人首先想到的是晶圓代工、寬頻網路技術,或者是台北101。不過除了硬體外,台灣還有很多方面傲視全球,例如地震速報系統(地震發生後,在最短時間內分析出該地震的震央、規模、震度等各種資料),就是世界首屈一指的「快」。


【文/林欣靜】
提及台灣的「世界第一」,多數人首先想到的是晶圓代工、寬頻網路技術,或者是台北101。不過除了硬體外,台灣還有很多方面傲視全球,例如地震速報系統(地震發生後,在最短時間內分析出該地震的震央、規模、震度等各種資料),就是世界首屈一指的「快」。


台灣地震測報速度全球第一,但民眾的防災應變知識與機制,仍待加強。〈圖/中央氣象局提供〉

早在921大地震時,我國即以102秒的地震測報速度,令世界各國的地震專家驚嘆不已;其後測報速度更逐年加快,預估今年底前已可縮減至35秒、明年底前則為30秒。測報速度的縮減,有助於在地震波從震央傳來前,提醒各地方防災單位注意,將可大幅減少人員及財物損失。

所謂的地震速報系統,指的是在地震發生後數十秒至數分鐘內,提出震央、規模、各地震度分佈圖,甚至重要公共設施搖晃情形等各種資訊。

中央氣象局地震測報中心主任郭鎧紋指出,地震波大致可分為上下振動的縱向「P波」,以及水平搖晃的橫向「S波」二類,前者的傳遞速度約為每秒5至8公里、後者則為3公里,因此民眾在地震來臨時,通常會先感受到短時間的上下振動,其後才是較長時間的水平搖晃。

在最短時間內掃描地牛

位於歐亞大陸板塊及太平洋海板塊交界的台灣,是全球地震活動最頻繁的國家之一,不過台灣雖是蕞爾小國,全島大大小小的地震測站卻將近700個、可即時傳輸資料的「強地動觀測站」則有109個,密度堪稱世界第一,加上近年來不斷升級電腦運算及網路傳輸設備,也大大提升我國地震速報系統分析資料的速度。

地震速報系統,就是與地震波傳遞速度賽跑的過程。郭鎧紋解釋,強震發生時,瞬時間即天崩地裂的震央周邊,固然難逃地牛翻身的毒手,但距震央較遠的區域,地震速報系統的即時警訊,就可能在最具破壞性的地震波來臨前,爭取數秒乃至數十秒的應變時間。

除了密集的陸地測站,由於我國也計劃仿效日本,在周邊海域鋪設電纜式的海底地震系統。

郭鎧紋指出,由於我國約有70%地震均發生在東部外海,建置電纜式的海底地震系統,將可更有效的感測東部外海的地震。預計2010年下半年,首套海底地震系統會先在東北海域鋪設完成,將可縮減此區地震十餘秒的測報時間,並提升測報準確率。

地震速報系統在緊急災害來臨時究竟可發揮哪些作用?擁有地震學博士學位的氣象局副局長辛在勤以鐵路運輸的應用為例:若再發生一次921大地震,以目前氣象局平均為35秒的測報速度,在較靠近震央的新竹、台中、彰化及雲林一帶,可能還是得眼睜睜地看著鐵軌變形、火車翻覆;但對於較遠的桃園、台南等地,若能即時接獲這些可貴的地震情報,就有助於讓列車及時停駛,避免進入受災最嚴重的區域,躲過出軌翻車的意外,甚至可進行緊急的人員疏散。

從速報到預警

地震速報系統可提供即時的地震資料,不過這些資訊要能在最短的時間內,傳遞到各種攸關民生的公共設施、公眾場域,甚至每一位民眾的手中,讓這些即將面臨死生關頭的人,能利用短短數秒乃至數十秒的時間逃命,才能發揮最大的功效。


921大地震時,新莊「博士的家」倒塌,造成數十人傷亡。如果當時即有先進的地震預警系統,在強震波來臨前先行通知住戶疏散,死傷或許就不會這麼慘重。(攝影/薛繼光)

「利用我國目前在速報系統上的優勢,建置更完善地震預警系統,正是下一步努力的方向,」國家災害防救科技中心主任陳亮全說。

他舉例,在921大地震時,地震波從震央南投集集傳至台北,約需時45秒,在速報系統測定各地的可能震度後,若能即時把這些資料,傳送至台北新莊「博士之家」、北市「東興大樓」等社區住戶,提醒他們快快逃命,或許就有不少人可躲過房屋崩塌活埋的悲劇。

同屬地震活動頻繁的日本,就在去年10月推出了全球第一套的地震預警系統,由政府單位與民間的寬頻網路、電信及傳播業者密切合作,將地震速報測得的第一手資訊,在最短的時間內以光纖網路傳送至政府單位、核能電廠、水電及交通運輸機構、醫院、電視台、各大民間企業、百貨公司、購物中心等人潮聚集的場域,甚至一般民眾的手機。

今年6月中旬,日本東北地區發生了規模7.2的地震,預警系統就首次發生作用。距離震央100公里的仙台,早在地震波來臨前5秒,地鐵單位就接獲警報並啟動自動停駛系統,11列行駛中的列車,因減速而使傷亡損失大為降低;離震央500公里遠的東京,NHK電視台則早在民眾感受到地震前的十餘秒,已在電視上打出警報提醒注意。

陳亮全指出,目前災防中心正打算參考日本經驗,與氣象局及其他民間單位合作,建置符合台灣需求的地震預警系統,預估最快年底前提出初步計劃。

不過陳亮全也強調,台灣的地理環境與民情均與日本有相當大的差異,例如日本的國土面積是台灣的11倍大,有足夠的距離和地震波「賽跑」,爭取預警的時間,也相對長了很多;另外日本民眾較願意一板一眼的配合防災訓練,對警報失準的容忍度也較高。

例如日本這次啟動的地震預警系統,精準度僅68%,許多地區仍出現震度計算失準、地震波來臨後才接到預警,以及偵測器感應不佳、警報器該響而未響等失誤,同樣情況若是發生在台灣,大概就會造成民眾極大恐慌及媒體的強力譴責了。

陳亮全認為,預警系統須配合各單位人員、乃至每一位國民的防災、疏散及應變訓練,才會產生最大的效果,「否則就算爭取到再多的時間也沒有用。」

至於我國該如何發展適合國情的地震預警系統?氣象局副局長辛在勤則大膽建議,由於台灣國土面積較小,為了爭取時效,未來或可倣效防空警報示警的作法,當即將有震度5以上的地震波來襲前,就以擴音機在大街小巷示警,提醒民眾儘速緊急避難。

「這種方式簡潔易懂,若是可以設計完備,應該就能夠大幅減少傷亡損失,」辛在勤說。

以現今的科技發展,要想在地震來臨前,提早預知災害發生,似乎仍有長遠的路要走;不過地震來臨時,爭取最大值的求生時間,並作好相關的應變準備,卻是可以努力的方向。這也是我們身為地震頻繁的島國之子,不得不全力投入的宿命。

【本文出自《台灣光華雜誌》九月號】

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