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臺南為何圓環多?翻開《臺南歷史地圖散步》找原因

研之有物│中央研究院_96
・2019/03/27 ・2830字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文轉載自中央研究院研之有物,泛科學為宣傳推廣執行單位

  • 執行編輯|林婷嫻   美術編輯|林洵安

城市規劃的歷史

手機遊戲《極速領域》中,賽車玩家可以飄移過彎;但現實世界中,汽機車在臺南圓環經常險象環生。臺南為何一堆圓環?其實,這是日治時期仿效巴黎凱旋門而設計,透過放射狀的道路,讓當時的交通更便捷,並象徵統治權力的中心。

移動迷宮:臺南舊城區

日治初期繪製的臺南舊城區地圖,你有信心走出這座移動迷宮嗎?
圖片來源│「臺南市區計晝委員會日誌、臺南市區計畫委員會規程、臺南市區計畫委員會議事錄、臺南市區計畫委員會文書收受發送簿、臺南市區計畫委員會審議事項ニ付取調報告」(1899 年 09 月 01 日),〈明治三十五年十五年保存追加第四卷附一冊〉,《臺灣總督府檔案》,國史館臺灣文獻館,典藏號:00004709001。

《臺南歷史地圖散步》主編李佳卉說明,根據 1895 年日軍來臺的紀錄,當時臺灣的家屋陰暗潮濕,沒有上下水道,道路滿是泥濘、禽畜的糞便,鼠疫和瘧疾也猖獗。因此,後藤新平來到臺灣這個殖民地,以公共衛生作為施政方針,陸續推動臺北、臺南、臺中等地的市區改正計畫。

臺南相較於臺北、臺中,歷史發展更加悠久,從荷治時期成為政治與商業中心,舊城區的人口相當稠密,街道分布如同一座移動迷宮。日治初期,這座大迷宮對於統治、交通、救災構成了阻礙,因為初來乍到的官兵和旅人,經常會在巷弄間迷路。因此,必須重新設計市區的道路。

市區改正:取經巴黎凱旋門

1900 年臺南市區計畫委員會的技師長野純藏(時任臺南醫院長),以公共衛生為目的遠赴歐洲進修、參訪巴黎萬國博覽會。在那時看到巴黎凱旋門的規劃,也就是圓環加上放射狀道路,發現這種城市設計更利於聯絡各地。

因此,長野純藏回到臺南後與委員會討論,將移動迷宮重整成棋盤式的整齊道路,並加上圓環與放射狀道路,形成對角線的捷徑。路不熟的人車,就能更快找到目的地。

棋盤式的街道,加上圓環和放射狀道路,形成對角線的捷徑。
圖片來源│「臺南市區計晝委員會日誌、臺南市區計畫委員會規程、臺南市區計畫委員會議事錄、臺南市區計畫委員會文書收受發送簿、臺南市區計畫委員會審議事項ニ付取調報告」(1899 年 09 月 01 日),〈明治三十五年十五年保存追加第四卷附一冊〉,《臺灣總督府檔案》,國史館臺灣文獻館,典藏號:00004709001。
紅線是市區改正後的道路,臺南舊城區與城外變得四通八達。
圖片來源│「台南市街ニ家屋建築規則施行認可」(1911 年 11 月 01 日),〈明治四十四年十五年保存第四卷〉,《臺灣總督府檔案》,國史館臺灣文獻館,典藏號:00005343015。

圓環:交通與統治的中心

《臺南歷史地圖散步》作者之一曾令毅說明,市區改正後的道路,有助於巡邏、救災。例如,緊鄰湯章德紀念公園圓環的臺南合同廳舍,建於日治時期,內有臺南最早的消防隊(消防組詰所),並建有一座高聳的「望火樓」,做為消防瞭望臺。

消防隊員在高塔上發現某處失火冒煙,就能在棋盤式地圖上點出位置,立刻派出消防車救火。但若是市區改正前的彎曲巷弄,火燒眉毛的消防隊員還得花費許多時間找路。

原臺南合同廳舍,高塔是消防瞭望臺。
圖片來源│勤岸(維基百科 CC BY-SA 3.0)

 

如果你曾經到臺南市區旅行,一定會經過湯章德紀念公園圓環。這個圓環,除了串聯七條放射狀幹道,周圍也分布日治時期的重要機構,包含臺南合同廳舍臺南州廳臺南警察署,甚至 1907 年還曾豎立兒玉源太郎的石像。換句話說:

圓環,不只是交通的集合點,也是展現統治權力的中心。

此外,一個又一個的圓環,像城門般區隔了臺灣人和日本人的生活空間。例如下圖所示,圓環內的舊城區以日本人居住為主,而圓環之外的新開發棋盤式區域,則多居住臺灣人。

《臺南歷史地圖散步》編輯賴國峰提到,日治時期劃設的新遊廓(性產業區域),也分布在圓環之外、臺灣人居住的區域;但遊廓的主要客群,則是舊城區另一端日本軍營裡的官兵。

透過圓環和棋盤式道路,區隔日本人、臺灣人的生活場域。(編註:色塊標示為約略範圍)
圖片來源│「台南市街ニ家屋建築規則施行認可」(1911年11月01日),〈明治四十四年十五年保存第四卷〉,《臺灣總督府檔案》,國史館臺灣文獻館,典藏號:00005343015。
圖說重製│林婷嫻、林洵安

為了蒐集《臺南歷史地圖散步》的資料與照片,編輯團隊多次走訪臺南。雖然圓環讓日治時期的交通變得便捷,但模樣相似的圓環,卻一度迷惑了編輯團隊。

主編李佳卉笑說,「我們拍完阿龍香腸熟肉、再去赤崁樓取景後,因為分不清車子是停在西門圓環、還是小西門圓環,結果在臺南街頭步行許久,尋找被遺忘的車子。」

這段趣事,或許呼應了《臺南歷史地圖散步》的編採初衷:臺南不是只有美食,城市空間本身的配置規劃,就有許多值得探訪的歷史。

除了本篇介紹的圓環,更多臺南的歲月變化,都收藏在《臺南歷史地圖散步》。
圖片來源│中央研究院數位文化中心

延伸閱讀

本文轉載自中央研究院研之有物,原文為臺南為何圓環多?翻開《臺南歷史地圖散步》找原因,泛科學為宣傳推廣執行單位

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研之有物│中央研究院_96
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地震規模越大,晃得越厲害?

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2021/09/16 ・3706字 ・閱讀時間約 7 分鐘

本文由 交通部氣象局 委託,泛科學企劃執行。

某天,阿雲跟阿寶分享了一個通訊軟體上看到的資訊:

阿雲:「欸,你知道最近有個傳言說,花蓮有 7.7 級地震,如果發生的話台北會有 5.0 級的震度耶!」

阿寶:「蛤?那個傳言也太怪了吧,應該是把規模和震度搞混了!」

震度:量度地表搖晃的單位

確實常常有人把地震的規模跟震度搞混,實際上,因為規模指的是地震釋放的能量大小,所以當一個地震發生時,它的規模值已經決定了,只是會因為測量或計算的方式不同,會有些許的數字差異,而一般規模計算會到小數點後第一位,故常會有小數點在裡面。然而震度指的意思是地表搖晃的程度,度量表示方式通常都是以「分級」為主,比如國外常見、分了 12 級震度的麥卡利震度階,就是用 12 種不同分級來描述,而中央氣象局目前所使用的震度則共分十級,原先是從 0 級到 7 級,而自 2020 年起,在 5 級與 6 級又增了強、弱之分,也就是震度由小而大為 0-1-2-3-4-5弱-5強-6弱-6強-7 等分級,所以在表示上我們以整數 + 級或是強、弱等寫法,就可以區分規模和震度,不被混淆了!

而為什麼專家常需要強調震度和規模不一樣?那是因為震度的大小,是受到許多因素的影響。地震發生後,造成地表搖晃的主要原因是「地震波」傳來了大量能量,規模越大的地震,代表的就是地震釋放的能量越大,就像是你把擴音的音量不斷提高時,會有更大的聲音傳出一般。所以當其他的因素固定時,確實會因為規模越大、震度越大。

可是,地震波的能量在傳播過程中也會慢慢衰減,就像在演唱會的搖滾區時,在擴音器旁往往感覺聲音震耳欲聾,但隔了二、三十公尺之外,音量就會變得比較適中,但到了會場外,又會變得不是那麼清楚一樣。所以無論是地震的震源太深、或是震央離我們太遙遠,地震波的能量都會隨著距離衰減,一般來說震度都會變得比較小。

「所以,只要把那個謠言的台北規模 5.0 改為震度 5 弱,說法就比較合理了嗎?」阿雲說。

「可是,影響震度的因素還有很多,像是我們腳下的岩石性質,也是影響震度的重要因素。」阿寶說。

場址效應:像布丁一樣的軟弱岩層放大震波

原本我們都會覺得,如果地震釋放能量的方式就像是聲音或是爆炸一般,照理說等震度圖(地表的震度大小分布圖)上會呈現同心圓分布,但因為地質條件的差異,分布上會稍微不規則一些,只能大致看出震度會隨著離震央越遠而越小。地震學上有一個專有名詞叫做「埸址效應」,指的就是因為某些特殊的地質條件下,反而讓距離震央較遠的地方但震度被放大的地質條件。其中最常見的就是「軟弱岩層」和「盆地」兩種條件,而且這兩種還常常伴隨在一起出現,像是 1985 年的墨西哥城大地震,便是一個著名的例子。

影片:「場址效應」是什麼? 布丁演給你看

墨西哥城在人們開始在這邊發展之前,是個湖泊,湖泊中常有鬆軟的沉積物,而當湖泊乾掉之後,便成了易於居住與發展的盆地。雖然 1985 年發生的地震規模達 8.0,但震央距離墨西哥城中心有 400 公里,照理說這樣的距離足以讓地震波大幅衰減,而地震波傳到盆地外圍時,造成的加速度(PGA)大約只有 35gal,在臺灣大約是 4 級的震度,然而在盆地內的測站,卻觀測到 170gal 的 PGA 值,加速度放大了將近五倍,換算成震度,也可能多了一至二級的程度,也造成了相當程度的災情。盆地裡的沉積物,就像是裝在容器裡的布丁一樣,受到搖晃時,會有更加「Q 彈」的晃動!

1985 年墨西哥城大地震的等震度圖。圖/wikipedia

因此,在臺灣,雖然臺北都會區並沒有比其他區有更多更活躍的斷層,但地震風險仍不容小覷,因為臺北也正是一個過去曾為湖泊的盆地都市,仍有一定程度的地震風險,也需要小心來自稍遠的地震,除了建築需要有更強靭的抗震能力,強震警報能提供數秒至數十秒的預警,也多少讓人們能即時避災。

斷層的方向與震源破裂的瞬間,也決定了等震度圖的模樣

阿雲似懂非懂的接著問:「可是啊,為什麼有的時候大地震的等震度圖長得很奇怪,而且有些時候震度最大的地方都離震央好遠呢!也太巧合了吧?」

「這並不是巧合,因為震央下方的震源,指的其實是地震發生的起始點,並不是地震能量釋放最大的地方啊!」阿寶繼續解釋著。

「蛤!為什麼啊?」阿雲抓抓頭,一邊思考著。

地震是因為地下岩層破裂產生斷層滑動而造成的,雖然不是每個地震都會造成地表破裂,但目前科學家大多認為,地震的破裂只是藏在地底下,沒有延伸到地表而已,而且從地震的震度,也可以看出地底下斷層滑移的特性。

斷層在滑動時,主要的滑動和地震波傳出的地方,會集中在斷層面上某些特定的「地栓」(Asperity)之上,這些地栓又被認為「錯動集中區」,而通常透過傳統的地震定位求出來的震源,其實只是這些地栓中,最早開始錯動的地方。但實際上,整個斷層錯動最大的地方,往往都不會在那一開始錯動的地方,就像是我們跑步時,跑得最快的瞬間,不會發生在起跑的瞬間,而是在起跑後一小段的過程中,而錯動量最大的區域,才會是能量釋放最大的地方。而或許是小地震的地栓範圍小,震央幾乎就在最大滑移區的附近,因此也看不太出來,通常規模越大,震源的破裂行為會隨著時間傳遞,此效應才會越明顯。

震源與震央位置示意圖。圖/中央氣象局

那麼斷層上的地栓位置能否確認?這仍是科學上的難題,但近年來科學進展已經能讓我們透過地震波逆推斷層上的錯動集中區,至少可以透過地震波逆推斷層破裂滑移的型式,得以用來比對斷層破裂方向對震度分布的影響。以 2016 年臺南—美濃地震為例,最大錯動量的地區並不在震央所在的美濃附近,而是稍微偏西北方的臺南地區,也就是因為從地震資料逆推後,發現斷層在破裂時是向西北方向破裂。而更近一點的 2018 年花蓮地震,錯動量大、災害多的地方,也是與斷層破裂方向一致的西南方。

一張含有 地圖 的圖片  自動產生的描述
2016 年臺南美濃地震的等震度圖。圖/中央氣象局

透過更多的分析,現在也逐漸發現破裂方向性對於大地震震度分布的影響確實是重要議題。而雖然我們無法在地震發生之前就預知地栓的位置,但仍可從各種觀測資料作為基礎,針對目前已知的活動斷層進行模擬,就能做出「地震情境模擬」,並且由模擬結果找出可能有高危害度的地區,就能考慮對這些地區早先一步加強耐震或防災的準備工作。

多知道一點風險和危害度,多一份準備以減低災害

但是,直到目前為止,我們仍無法確知斷層何時會錯動、錯動是大是小。科學能給我們的解答,只能先評估出斷層未來的活動性中,哪個稍微大一些(機會小的不代表不會發生),或者像是斷層帶附近、特殊地質特性的場址附近,或許更要小心被意外「放大」的震度。而更重要的是,當地震來臨前,先確保自己的住家、公司或任何你所在的地方是安全還是危險,在室內要小心高處掉落物、在路上要小心掉落的招牌花盆壁磚、在鐵路捷運上要注意緊急煞車對你產生的慣性效應…多一些及早思考與演練,目的就是為了防範不知何時突然出現的大地震,在不恐慌的情況下保持適當警戒,會是對你我都很重要的防震守則!

【參考文獻】

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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