震識大小事知多少:該如何逃難?地震震度又是如何分布?

地震來臨時,要如何避難逃生,提升自己的存活率?而在地震過後,各地震度是如何分布?與地震規模又有何不同?《科學月刊》九月號主題為「正視震知識」,就先帶讀者一同釐清各種與地震有關的大小事。

解析地震:各種「波」是什麼?有什麼差別?

地震波(Seismic Wave):地震發生時,人們所感受到的搖晃是由於地震波的傳播。而地震波,是一種藉地震為能量來源的波動,以岩層為介質傳遞,依波動特性可分為實體波、表面波和尾波。

地震儀紀錄下的地震波,紅線是先到來的P波,綠線是較晚的S波。source:Wikimedia

實體波,又可分成縱波(P波)和橫波(S波),P波是地震發生時最早到達的波,介質運動方向與波動方向相同,有點類似聲波;S波則比P波晚,且介質振動與傳播方向垂直,因此S波行進時會以上下或左右方向震動。此外,由於S波傳至地表以水平震動為主,較容易造成建築物受水平向的拉扯,所以S波經常是造成地震破壞的主因。

表面波,是一種由地震波產生的波,好發於地表或是地層的交界面,速度雖然比S波更慢,但威力更大。而表面波還在某些環境中會被放大,例如在具場址效應的環境,因為地震波在地表與地下的波速差異較大,使表面波更明顯。

尾波,是一種因地球內部的不均勻性、對地震波散射而產生的地震波。由於地表會有較密集或疏鬆的地質,所以,當震波向外傳播時,這些不均勻或散射質點與震波作用,產生散射現象的散射波,即是尾波。如同地震波線圖上異質性所留下的指紋,因此,研究尾波也可促進對地質結構的了解。

定義地震

地震規模(magnitude, M):為一種表示地震規模大小的方式,代表這次地震發生時所釋放出的能量程度,因此每一個地震理論上只會有一個規模值。最早被廣泛使用地震規模,為美國地震學家芮克特(C. F. Richter)與古登堡(Beno Gutenberg)於 1935 年所建立的芮氏規模(Richter magnitude scale),主要是由觀測點處地震儀所記錄到的地震波,其最大振幅的常用對數演算而來。

規模相差 1 代表振幅相差 10 倍,而所釋出的能量則相差約 32 倍。不過,此測量方式在後來遇到瓶頸,規模太大時無法適用,因此,地震學者以不同的震波分析方式提出不同的規模,近來地震學研究上或是更為廣用的地震規模為日裔美國地震學家金森博雄(Kanamori Hiroo)提出的地震規模(M),雖然方式不同,不過對數的概念亦接近。

不同規模的年均發生次數和震央地區的影響。source:美國地質調查局

地震強度:為地震所引起地表搖晃的加速度,在地表實際感受到的程度,簡稱震度。地震發生時,不同地方的人或建築物感受到地面搖晃的程度不相同,通常愈靠近震央的地方,搖晃愈劇烈。一般以整數來表示震度等級,臺灣使用的地震震度分級,是由交通部中央氣象局制定,以地動加速度(gal)來區分,分為 0~7 級,共 8 個等級,級數愈大表示地表晃動的加速度愈大。

近年來,也有研究指出,地震不僅僅是受到地動的加速度影響,速度值也是其中重要關鍵。因此,在美國、日本也開始加入速度或地震頻率作為震度分級標準的考量,未來,臺灣的震度分級也可能因應此趨勢進一步調整,使震度分級更能對應地震的實際影響。

臺灣現行地震強度分級標準。source:臺灣交通部中央氣象局

地震避難原則:趴下、掩護、穩住

當地震發生時,若處室內,大方向的原則為立即採趴下掩護穩住的動作,以保護頭部、頸部避免受傷,並躲在桌下或牆角。躲在桌子下時可握住桌腳,當桌子隨地震移動時也可隨著桌子移動,形成防護屏障。如果蹲在牆角或床邊等地方避難時,則要小心家具、電器、燈具、書櫃或貨架等墜落。平時在設置家中擺設時也應考量家具等物品掉落的情況,且預先做好固定。

不過,位處地震帶的臺灣,隨時都可能遭受地震的來襲,以下提供讀者在不同情境下的各種避難方式:

  1. 躺在床上時:

就近利用枕頭或棉被保護頭部,直到地震結束。如果床邊有足夠且安全的躲避空間,可以利用床的高低差獲得更好的保護,床的擺設應盡可能遠離易倒櫃體或窗邊。

  1. 在浴室時:

不要急著離開,以免因濕滑跌倒,因為浴室可支撐的柱牆較多,相對較耐震。若在泡澡,則可放低頭部,低於浴缸邊緣,並用手保護頭部;若有懸空的洗手台則需小心掉落。

  1. 在廚房時:

如果正在瓦斯爐旁使用爐火,立即隨手關閉瓦斯,就地避難且遠離熱鍋,直到地震結束。如果無法順手即可關閉瓦斯,先就地避難,躲在安全的地方,不要貿然衝去關火,以免受傷。

  1. 在實驗室或教室時:

遠離火源和化學藥品,並在安全的地方避難。待地震停下後,再小心的移動到室外以免餘震繼續來襲。

  1. 在戶外時:

遠離大樓,並聚集在一個空曠、安全且地板沒有裂縫的地方。並且避免待在具有地下停車場或地下街的一樓。


 

本文摘自《科學月刊 09 月號/2019 第 597 期:正視震知識》科學月刊社出版


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