#分享與時間賽跑的地震預警系統發展史 | 頭板

關鍵時刻能救命，與時間賽跑的地震預警系統發展史作者：鳥苷三磷酸 (PanSci Promo) 2021/09/23 位處在歐亞板塊和菲律賓海板塊交界，臺灣每天都有許多地震發生，可以說是生活的日常。每隔數月或數年就會發生的中大型地震，更是災防安全的一大威脅。最近幾年，在有感地震發生後、地震波來襲之前，你的手機很有可能會收到下面的訊息：『國家級警報 [地震速報 Quake Alert] MM/DD HH:MM 左右 ○○ 地區發生 ○ 型有感地震，慎防強烈搖晃，氣象局。Beware of probable shaking. CWB』 https://i.imgur.com/kTHGZg7.png (資料來源／地震測報中心) 這個能夠在地震波來襲前出現的「災防告警訊息」，全稱為「災防告警細胞廣播訊息」，是利用「災防告警系統（Public Warning System，PWS）」及「細胞廣播服務（Cell Broadcast Service，CBS）」發布地震速報。災防告警訊息提供的地震速報，雖然在盲區外的多數時候，能比地震的搖晃感來臨前再快一點點讓我們收到，但它並不是地震預測，而是「地震預警」。中央氣象局利用遍布全臺的高密度地震測站收集地動資料，在地震發生時，藉由震央附近地震站的訊號，即時解算地震資訊並迅速發出預警。地震預警的主要功能，是在地震發生後數秒內，演算出預估地震的基本參數，包括預估震源位置深度、強度，並推估受影響地區將遭遇的震度與震波抵達時間，爭取在破壞性震波抵達之前，對可能發生災損的區域提出警示。可別小看這短短幾秒鐘的警示，足以左右生死、讓人員離開危險的位置尋求掩護，停下精密的作業（如工業廠房或醫院），也能讓高速運行的交通運輸系統自動減速或停駛，大幅減少中大型地震可能造成的災害，保障人民生命與財產的安全。地震預警系統的原理這幾秒鐘珍貴的預警時間，是多年來地震預警技術及通訊設備精進的心血結晶，以電波與地震波「賽跑」搶出來的。每次地震發生後，能量會以「地震波」的形式從震源開始往外傳播。科學家大致將地震波分成分別為 P 波與 S 波。P 波傳播的速度較快，也是地震測站最早收到的訊號；S 波速度較慢，但為地震破壞力的主要來源，而地震預警系統便是根據這兩者計算出地震的各種參數。在得到最初預估的地震參數之後，地震預警系統會推估各地的震度，如果達到預設門檻，就會自動發布，利用電波將地震預警訊息傳送到可能致災的區域，以利當地防災應變。舉例來說，模擬顯示 1999 年發生的 921 集集大地震，以現今的地震預警科技，臺北可有 31-35 秒的預警時間，可大幅減少人員傷亡。不過，地震預警系統畢竟得在收到地震波資料後才能進行運算，過往的預警系統對於鄰近震央 40 公里內的區域幾乎趕不及預警，這個區域就被稱為「盲區」。盲區是強震即時警報無法避免的科學限制，但靠近震央的區域又是震度最強、災害最嚴重的區域，如何將地震速報的盲區最小化，也將是未來相關技術發展的目標。 https://i.imgur.com/sCAkHZw.jpg (圖／氣象局提供) 地震預警發布的管道與門檻除了藉由手機發送災防告警訊息，地震速報還有好幾個重要的通訊管道。自 2014 年起，中央氣象局即開發傳訊軟體，在預估地震規模達到 4.5 以上、預估震度達 3 級以上時，直接透過既有網路及通訊系統，將強震即時警報傳送至公務部門、公共設施、醫院、學校單位。舉例來說，學校單位如收到警報，將自動串連廣播或跑馬燈，第一時間向師生宣布警訊。除了公部門，中央氣象局還積極推動「地震資訊傳遞服務契約」，將社會服務量能發揮最大化，透過專線 IP-VPN 與警報傳遞單位（電信公司及大眾媒體）進行連線，在各個媒體渠道轉發地震速報，而這個部分還可以由合作單位依需求自行設定「需要通知的震度門檻」。自 2016 年 8 月起，中央氣象局即與電視台合作，當預估地震規模達 5.0 以上，且預估震度達 3 級以上時發布蓋台訊息。這些不同的訊息傳遞機制，希望達成的目的是相同的：將地震預警的資訊，在最短的時間內，傳達到會受影響的人手上。 https://i.imgur.com/z0LAciZ.jpg (圖 / 泛科學製作。資料來源：氣象局地震測報中心) 而近年來，能夠在地震發生的 10 秒內就發出地震預警，完全是地震觀測網加上資訊、通訊技術，多年來持續累積發展的成果。臺灣的地震預警系統 1999 年的 921 大地震，當時中央氣象局在 102 秒內發出地震速報，速度已經令當時全球地震觀測相關單位感到驚訝，但仍緩不濟急，預警效果十分有限。事實上，中央氣象局在 90 年代初期已開始發展「強地動觀測網」，自 1992 到 2021 年，每期五年、共五期的長期前瞻計畫，從第一期建置「都會區強地動觀測網」，主要廣泛收集台灣各地的強震資料，並提供給工程與防災研究團隊研擬修正建築物耐震設計規範。後續的延續性計畫中，逐步建置地震速報系統、發展強震即時警報系統，其後並持續建置海底地震儀與深井地震監測站，優化地震海嘯監測。近期重點放在提升觀測的資料品質、增進系統功能、基礎資料的累積，並且拓展地震預警系統在防災的運用。中央氣象局自 2012 年起啟用 24 位元地震觀測系統，整合過往各個獨立的觀測網，包括短週期、地震速報、寬頻、井下地震觀測網及全球即時地震觀測資料，使地震測報進入聯合觀測的時代。自 2020 年 4 月 6 日起，地震預警的發佈時間已經縮短至 10 秒內，地震盲區也縮小至震央 30 公里以內，中央氣象局地震測報中心更宣告推動「都會區強震預警精進計畫」，要在四年內將都會區的地震預警發佈縮短到 7 秒以內，長期規劃更是希望藉由大數據統計，將時間再縮短到 5 秒內。事實上，臺灣自行開發的地震預警系統已是全球前段班，未來也將持續運轉，日夜守望每次臺灣的地牛翻身！參考文獻：地震百問-86. 中央氣象局強震即時警報對外通報的方式與管道，目前有哪幾種？未來發展的規劃為何？ https://scweb.cwb.gov.tw/zh-TW/Guidance/FAQdetail/100 我們為什麼需要強震即時警報？預警系統真正的用處你知道嗎？ – PanSci 泛科學 https://pansci.asia/archives/126044 墨西哥地震预警系统 https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%A2%A8%E8%A5%BF%E5%93%A5%E5%9C%B0%E9%9C%87%E9%A2%84%E8%AD%A6%E7%B3%BB%E7%BB%9F 102秒→10秒地震預警20年大躍進 – 生活新聞 https://www.chinatimes.com/newspapers/20190922000418-260114?chdtv 地震速報-各國推動現況 https://scweb.cwb.gov.tw/zh-tw/guidance/eew/4 地震速報-我國規劃推動 https://scweb.cwb.gov.tw/zh-tw/guidance/eew/5 地震防災：分秒必爭的地震預警技術|最新文章 https://scitechvista.nat.gov.tw/Article/c000003/detail?ID=36b9b479-9c96-41ef-8fea-ae1af25b591d 災防告警細胞廣播系統與基地台建設 https://memf.ncc.gov.tw/files/site_node_content_file/356/2016_1_1.pdf 地震-觀測網介紹-各種觀測網介紹 https://scweb.cwb.gov.tw/earthquake/Twenty.aspx?ItemId=14&CId=170&loc=tw 地震測報 https://www.cwb.gov.tw/Data/knowledge/announce/introduce02.pdf 臺灣地震速報系統至預警系統之建立 https://twgeoref.moeacgs.gov.tw/GipOpenWeb/wSite/ct?xItem=225971&ctNode=289&mp=6 與地震波的競賽—地震速報預警 https://www.cwb.gov.tw/Data/service/notice/download/publish_20201104102827.pdf 註解：地震預警發布的門檻會依需求與情況做調整，此處以撰文時間為主。 #國家級警報 #地震 #地震速報 #地震預警系統 #救命 #發展史出處：泛科學網址： https://pansci.asia/archives/330872 感謝有中央氣象局 !! 讓地震文先插個隊ˊˇˋ 應該很多人稍早都有感覺到地震吧(? 後面餘震也不少我好害怕QAQ 順便附上收到的國家及警報 https://i.imgur.com/60auyZA.jpg 啊啊啊我邊打字邊有地震啊啊啊我真的好害怕QAQ 真是不平穩的夜晚