《台灣成功研發 30秒前知地牛翻身》地震預警系統

記者羅智華專題報導 |2009.04.10
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4月6日凌晨三點半,多數人好夢正甜的夜半時刻,位於義大利中部、建於13世紀的近千年古城拉奎拉卻經歷了一場數十年來最震撼人心的天搖地動,這場規模達6.3、地震深度只有十公里的淺層地震讓許多還在睡夢中的義大利民眾紛紛被搖醒,就連近一百公里外的首都羅馬也能感受到地牛翻身的強大威力,而隨後接連不斷的餘震,不只讓這座歷史悠久的古城建築轉眼間淪為破瓦殘垣,造成近逾兩百位民眾罹難,數萬名民眾無家可歸。

黃金救援時間分秒必爭

不可諱言,時至今日,地震仍是最難以掌握的天然災害,儘管「地震預測」一直是許多歐美、日本等國際學者長年努力的研究方向,但發展迄今仍尚未達到精準的地震預測,專家表示,原因之一在於地球有太多複雜的地質構造及斷層結構,無法被現有的地質儀器所精確掌握,另一方面則是部分地震帶因深埋地底而「深不可測」,這些因素都在在影響地震預測的準確性。

因人類無法精準得知地牛會在何年何月翻身,因而更凸顯地震預警系統與災後救援機制的重要性。這些年,歐、美、日等國都相繼投入有關「地震預警系統」的研究,希望能在地震發生後的最短時間內通知民眾避難,爭取更多「分秒必爭」的逃生機會。

而位處地震帶的台灣同樣也致力於相關研究,像是台灣大學地質系副教授吳逸民就花了近十年時間,成功研發完成「地震預警系統」,可搶在強烈震波到達災區前的十到三十秒發布地震警報,幫助民眾即時疏散,以降低傷亡損失。

相關研究不但在國際期刊《地球物理研究通訊》上發表,更引起美、日、韓等國的地震學家重視,希望能彼此互通有無。

透過預警系統減少傷亡

「我們雖然還無法準確預測地震,但卻可透過預警系統來增加逃生時間、減少傷亡,」談起研發這套地震預警系統的動機,吳逸民語重心長地表示,面對地震帶來的傷害,民眾往往只能無語問蒼天,但若能早點預知地震來襲,就有助於提高民眾的逃生空間與時間。例如正在高速行駛的火車或高鐵,就可以及時降低速度;而正在烹煮晚餐的家庭主婦則可立刻關閉瓦斯,避免因劇烈搖晃而引發火災,難以收拾。

吳逸民表示,這套系統主要是針對地震引發的P波(垂直震波)與S波(水平震波)速度不一樣來達到地震預警的效果。他解釋,P波是所有地震震波種類中傳遞速度最快且最早被監測站所接收到的波相,也因此其名字是來自於拉丁文的primus,代表「第一」的意思。也有科學家稱P波為壓縮波(Compres-sional wave)或縱波(Longitudinal wave)。

他指出,每次地震發生時,都會引發P波與S波,其中S波因帶來的震幅較大,所以會造成較大的破壞,而P波的破壞力不及S波,但傳遞速度卻比S波快1.73倍,因此我們若能準確了解P波與地震震度及規模間的關係,就能在S波到達災區之前,提早幾秒發布地震預警,讓民眾增加關鍵的「逃生時機」。

吳逸民進一步說明,P波傳遞的運動方式有些類似聲波,當P波傳遞時,會伴隨著介質體積的擾動。從速度來看,P波在地殼的傳遞速度大約是每秒5-7公里,於上部地函則約為每秒8-9公里,P波不止可以在彈性固體當中傳遞,也可在氣體或液體等介質中進行傳播。

在了解P波的傳遞特性與速度後,吳逸民特別設計了一套建立地震預警系統的電腦程式,經由相關地震觀測資料的測試與驗證後,證實透過這套程式,將有助於在地震發生後三秒就接受到P波訊後,再加上網路所需的傳輸時間,大約只要十秒就可以判斷地震發生的震度與規模大小,藉此即時發出地震警告,讓災區民眾可以早一步疏散避難。


掌握逃生關鍵30

透過地震預警系統,將可以提前在1030秒前得知地震發生,但民眾要如何好好把握這逃生的關鍵30秒呢?吳逸民提出幾點建議:

1.
立刻關閉正在使用中的電源、火源,避免引發火災;

2.
打開逃生口的大門與窗戶,避免因劇烈搖晃壓垮逃生出口;

3.
正在道路行駛的駕駛要降低速度,靠路邊暫停;

4.
正在橋上或隧道行走的車輛與民眾,要盡快下橋至平地上;

5.
選擇走樓梯,不搭電梯,以免因地震斷電而受困其中。

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