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臺灣會發生海嘯嗎?東部海域的地震「烽火台」海纜觀測系統

科學月刊_96
・2019/09/25 ・4045字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 548 ・八年級

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  • 林祖慰/中央氣象局地震測報中心。

海嘯,是一種具有強大破壞力的海浪。當地震發生於海底,因震波動力而引起海水劇烈起伏,形成強大波浪向前推進,進而將淹沒沿海地帶。因著海底及海岸地形的不同,所引發的海嘯也有所不同,所以,檢視地形、地理位置與海底觀測,便成防範海嘯一重要課題。

臺灣地處菲律賓海板塊與歐亞大陸板塊碰撞擠壓交界區域,地震活動頻繁且常造成社會大眾生命財產的威脅,其中芮氏規模 6 以上的中大規模地震,有將近 70%分布於東部海域(下圖)。

臺灣地區1900~2018年芮氏規模6以上地震分布圖。source:作者提供

東部海域的地震不僅威脅臺灣的安全,過去也曾發生數起宜蘭、花蓮雖未致災,卻在臺北盆地發生傷亡災情的地震事件,例如 1986 年 11 月 15 日芮氏規模 6.8 的地震,造成當時臺北縣中和市華陽市場坍塌、2002 年 3 月 31 日芮氏規模 6.8 的地震,造成當時正在興建中的台北101(TAIPEI 101)大樓頂樓大型塔式起重機吊臂斷裂砸落等案例。

臺灣會發生海嘯嗎?

此外,地震伴隨著海嘯的發生,2004 年南亞大海嘯與 2011 年東日本大地震海嘯均造成嚴重傷亡與財產損失。而臺灣所在的環太平洋「火環帶(Ring of fire)」,是全球 90% 地震的發生地,過去也有文獻記載,臺灣及附近區域疑似因大規模地震或海底山崩引發海嘯衝擊,例如 1867 年臺灣北部基隆地區海嘯災害、1771 年鄰近的日本石垣島發生 85 公尺高海嘯災害,都顯示臺灣近海地區有災害性海嘯發生的可能性。

海嘯具有不容忽視的衝擊力。source:pixabay

因此,科技部也曾針對臺灣鄰近地區的海溝型大地震引發海嘯侵襲的可能情境進行模擬分析,顯示臺灣西南方馬尼拉海溝(Manila Trench)、太平洋中的亞普海溝與花蓮外海(琉球海溝)是引發高海嘯災害潛勢的可能地震源。因此,如何防範東部海域大規模地震與可能的海嘯威脅,成為臺灣所需面臨的重要課題。

海上沒有地震測站

地震海嘯防災工作的最重要基石是地震速報系統,而速報作業的主要關鍵包括測站分布、即時傳輸與維運管理。在 2011 年之前,交通部中央氣象局地震觀測網的測站均設置在本島與離島陸地範圍,對於發生於周圍海域的地震,偵測能力與計算精度都受到限制。

如果能在臺灣東部海域設置地震海嘯海纜觀測系統,就能將海域地震納入臺灣地震網觀測範圍之內,既彌補陸上地震測站的不足,也能有效改善海域和近岸的地震定位問題。如此一來,也能強化氣象局地震觀測網強震即時警報系統的正確性和可信度,提供更準確的即時防救災資訊。

地震海嘯海纜觀測系統能提供更準確的即時防救災資訊。source:pixabay

以同樣處於環太平洋地震帶的日本為例,日本的東部與南部海域也面臨地震海嘯的威脅,為此日本政府耗費鉅資建造「地球號」鑽井船,於日本南海海槽(Naikai Trough)作深部地殼鑽探,研究板塊聚合帶巨大地震的孕震機制。

同時,日本於周圍海域也建立 10 餘條海纜系統,裝置數十座地震與海嘯觀測站,嚴密監測海域的地震活動。2011 年 3 月 11 日芮氏規模 9.1 東日本大地震發生後,更投入超過日圓 230 億日圓,於日本東部海域建置全長超過 5600 公里的海纜觀測系統,並設置 150 座以上的地震海嘯觀測站。

海底的地震警報烽火台

在政府預算經費的支持下,氣象局於 2007 年起開始進行東部海纜觀測系統的設置,將地震海嘯監測的衛哨由陸域向外拓展到東部海域。這個海纜觀測系統就像是古代示警的烽火,在偵測到地震、海嘯時能迅速將資訊傳進地震偵測網。每個即時觀測站就是一座烽火台,由一個能抵抗海水壓力的長條型圓柱桶構成,內部封裝著各式偵測儀器,包含加速度型地震儀、速度型地震儀、傾斜儀、海嘯壓力計與水下聽音計等儀器。

這些儀器就像烽火台上拿著火把的衛兵,一看情況不對就點燃烽火台,將警告訊息傳遞出去。而一個個圓柱桶會被橫放於海床上,並透過光纖海底電纜纜線進行電力供應與觀測資料傳輸。由於海纜系統資料傳輸速度近乎即時,結合氣象局既有陸上地震監測網測站進行海陸聯合觀測,面對臺灣東部海域中大型災害地震與海嘯的威脅,預期將可縮短強震即時警報系統的偵測時間,也能提高預警的效益。

氣象局東部海纜觀測系統即時觀測站外觀圖。觀測站外觀為橫放的長條形耐水壓外殼圓柱桶,長度約2.26公尺,透過海底纜線供電與傳輸資料,配置觀測儀器包括加速度型地震儀、速度型地震儀、傾斜儀、海嘯壓力計與水下聽音計。source:作者提供

氣象局於 2011 年 11 月完成第 1 期海纜系統,由宜蘭頭城陸上站往東南外海舖設 45 公里海纜,尾端設置 1 座即時觀測站。又在 2017 年 10 月完成第 2 期海纜系統擴建,將海纜長度延長 70 公里,總長 115 公里,並增設 2 座即時觀測站,將監測範圍擴展至和平海盆與南澳海盆鄰近區域。

氣象局目前正在辦理第 3 期海纜系統的建置作業,規劃由第 2 期海纜系統尾端,向東南方穿過耶雅瑪海脊至加瓜海脊西側,再往西穿過呂宋島弧,轉向南邊繞經恆春半島外海至屏東枋山登陸,第 3 期計畫預計增建海纜 580 公里及新增 6 座即時觀測站,規劃於 2020 年底完成。

氣象局東部海纜觀測系統路線圖。底圖為科技部自然司海洋學門資料庫的臺灣周圍海域海底地形圖,圖中實心綠線為2011年完成的第1期海纜路線,實心黃線為2017年完成的第2期海纜路線,紅色虛線為正在執行的第3期海纜預定延長路線。海纜最終在屏東枋山陸上站登陸,連同原有宜蘭頭城陸上站形成雙邊登陸的完整地震觀測網;黃色圓點為現有3座即時地震海嘯觀測站位置,紅色圓點為第3期規劃設置6座觀測站位置。source:作者提供

海纜系統怎麼維護?

過去所架設的海底電纜,最大的困境是遭外力破壞損毀。舉例來說,在海底坡度較陡之處,可能會因地震或颱風等因素而發生海底山崩。2006 年 12 月 26 日芮氏規模 6.7 的恆春地震,就曾造成臺灣南方多條國際電信電纜斷裂,而嚴重影響亞洲網路傳輸。除此之外,因漁業活動致電纜損壞而中斷網路傳輸的例子,也時有所聞。

海底電纜經層層保護,以降低自然因素或人為外力造成斷纜的風險。source:wikimedia

針對上述情況,海底電纜本身可考量鋪設沿線的地質狀況,選擇不同類型鎧甲防護纜線,以降低自然因素或人為外力造成斷纜的風險。自然環境條件可藉由海底地形與地質調查分析、鑽井岩心採樣與洋流觀測資料,協助判斷最適宜的鋪設路線。

海纜觀測系統主要有嵌入式(in-line)與節點式(Node)兩種架構系統,嵌入式是將纜線與內含觀測儀器的即時觀測站採一體成型方式製作,其優點是體型相對較小且可掩埋,較不易受外力損毀,缺點是個別觀測站儀器不能擴充;節點式系統則透過纜線連接節點,再由節點連接觀測儀器設備,其優點是可以自由擴充與更新儀器設備,但缺點為即時觀測站體稍大且因設置於海床上而較易受外力損毀。

因此,在第 2 期海纜系統擴建時,便選用嵌入式的即時觀測站型態,同時也盡可能將站體設置於較深水域,分別為945、1114 與 2732 公尺,且系統沿線水深淺於 600 公尺的海纜需掩埋 1.5 公尺,以降低天然與人為破壞。

本鯊才沒這麼無聊,要怪去怪海底山崩。source:pixabay

除了前述提到的即時觀測站及電纜纜線,海纜觀測系統中還有一個位於陸地的陸上監控站。其所扮演的角色是海纜傳輸訊號「登陸」的機電與通訊控制端。在海纜觀測系統出現故障時,首先會透過陸上監控站來嘗試排除故障,當狀況無法解除,就只有海上作業一途。如果要維修水下的線路與站體,就需要利用特殊船隻與儀器協助,例如透過無人水下載具(remotely operated vehicle, ROV)進行攝影巡視,查看海纜觀測系統的情況,排除可能威脅,降低海纜故障風險。

而海纜與漁業活動如何和平共存,還需要更多的溝通與互信體諒。第 1、2 期海纜系統建置完成後,氣象局均彙整海纜路由點位資訊,請海軍大氣海洋局協助進行長期航船布告。而第 3 期海纜系統擴建,也在作業開始前拜會相關漁會進行說明,並請漁會協助向漁民宣導,以降低施工風險。

作業期間,於每航次亦將事先備妥舖設作業區域圖、作業期程、作業船舶及人員名冊等資訊,請內政部、行政院農業委員會漁業署和相關漁會等機關單位協助宣導與溝通;另備妥舖設作業區域圖請海軍大氣海洋局協助發布航船布告,提醒航行作業船隻注意避讓。以上作為,皆是為了盡可能減少對漁業活動影響的措施。

氣象局海纜觀測系統已納入實際地震海嘯監測作業,2017 年 10 月 18 日至 2018 年 10 月 17 日這1年間,就在宜花海域監測 73 個芮氏規模 3 以上的地震事件。如果把海纜系統的監測結果納入強震即時警報自動定位的案例進行分析,發現這 3 座海底即時觀測站平均可提升地震定位準確度約 8.59%,相當於水平與深度綜合定位誤差由 12.45 降低至 11.38 公里。另外,也能增加預警時效約 7.9%,相當於預警報告產製時間由 20.52 秒降低至 18.90 秒。由於氣象局在發布強震即時警報或海嘯警報時,皆須依據震央位置與地震規模推估各地的S波到時與預估震度大小,因此提升震源參數的準確性後,可以增加警報的可靠性。

地震海嘯海纜觀測系統持續建置中

臺灣四周環海,不僅地震與海嘯的防災作業非常重要,其他海域資源有關民生經濟的發展,亦需仰賴前瞻性的探勘研究與水下技術,因此需要海洋領域人才的培育與經費的投入。以海纜觀測系統建置為例,相關專業知識與技術門檻實屬困難,目前臺灣水下技術尚在起步發展階段,專業人才仍屬不足,短期內須仰賴國外專業廠商協助,所幸已有國家級海洋研究機構與部分民間業者投入人力物資開發研究,期待將來能累積更多實務經驗,厚植海洋科技發展。而氣象局仍將持續推動與建置地震海嘯海纜觀測系統,結合強震即時警報系統,發揮地震測報與災防預警效能。


 

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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不只地震,更肩負了火山、海嘯測報的使命!推開地震中心大門後的甘苦與祕密
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2022/08/15 ・5154字 ・閱讀時間約 10 分鐘

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本文由 交通部氣象局 委託,泛科學企劃執行。

  • 文/陳儀珈

經過中學地科課程的薰陶,大部分的人都知道臺灣位於環太平洋地震帶上,是菲律賓海板塊與歐亞板塊的碰撞交界處,因此地震非常、非常地頻繁。

然而,這個頻繁到底是多頻繁呢?

據統計,臺灣每年偵測到的地震平均達 3 萬多次,每天平均約發生 100 多次地震,約 2 天多出現 1 次規模 4.0 ~ 5.0 的地震,規模 5.0 至 6.0 的週期大約是 2 個星期左右,每年平均出現 3 次規模 6.0 以上的地震。

每一秒 180 天,帶你看見臺灣的地震活動頻率有多麼驚人!圖/中央氣象局臺灣地震與地球物理資料管理系統

影片說明:

每一天都有這麼多地震在這塊島嶼底下悄然發動,什麼時候又會有如 921 般的大地震突然重創臺灣?

為了更了解這塊土地和潛在的危機,中央氣象局地震測報中心(以下簡稱地震中心)一肩擔起監測臺灣地震的重任,不斷提升地震測報的效能,努力降低未來可能的地震災害。

1989 年 7 月 1 日,中央氣象局將原有之地球物理科,升格為地震測報中心。圖/中央氣象局

33 年內,進化了 5 次的「強地動觀測」計畫

自日本政府在臺北測候所設置了臺灣史上第一座地震儀至今,已經有 125 年的歷史了。這麼多年來,臺灣的地震儀和地震觀測網,有了哪些翻天覆地的變化呢?

1897 年 12 月 19 日,臺北測候所設置了全臺第一座地震儀:​格雷.米爾恩式(Gray Milne)地震儀,開啟了臺灣地震觀測科學化的偉大時代。圖/中央氣象局臺灣地區地震儀沿革網

國民政府接手臺灣後,改由中央氣象局負責臺灣的地球科學相關測報業務,並在 1989 年成立了「地震測報中心」,擴大編制,走上地震觀測現代化之路。

自成立至今,地震中心投入了巨大的資源和心力在「加強地震測報建立地震觀測網計畫」和「強地動觀測」的長程計畫中,其中強地動觀測每 6 年一期,致力於建置地震觀測資料的蒐集與應用,目前已完成共 5 期的計畫。

經過地震中心 33 年來的努力,從都會區到山區、從陸地到海上、從地表到井下、從 16 位元到 24 位元,地震測站的儀器越來越好,也漸漸拓展至臺灣各個地方。

截至 2022 年 7 月為止,包含中央氣象局地震觀測網(CWBSN)和臺灣強地動觀測網(TSMIP)在內,全臺已經建置了超過 700 個地震測站,是全世界測站密度最高的地震觀測網,平均不到 10 公里就有 1 個地震站!

小小的臺灣、全世界密度最高的地震站!圖/中央氣象局臺灣地震與地球物理資料管理系統-測站介紹

蒐集了震波資料,然後呢?

除了監測地震活動之外,這些測站蒐集到的強震資料,不僅可以成為學術研究的養分,讓地震學家更了解這塊土地下的構造和祕密,在民生防災上,更有著極為關鍵的貢獻!

「地震」,是臺灣人自出生以來就與之共存,甚至習以為常的自然災害。不過,地震到底有多可怕?

對於成年人們來說,傷痛與恐懼可能會被逐漸淡忘,而對於那些沒有經歷過 921 集集大地震、1999 年以後出生的孩子們,更是毫無具體的想像和實際感受。

臺灣史上傷亡最慘重的1935年新竹-臺中(關刀山附近)地震,帶走了約 3000 人的生命;2018 年 2 月的花蓮地震,震毀了 4 棟大樓;日本 311 大地震和海嘯,奪去了 1.5 萬條生魂;震撼半個亞洲的中國汶川大地震,有將近 7 萬人罹難,受災人口高達 4600 萬多人。

1935年新竹-臺中地震不僅震毀了魚藤坪橋(後改名為龍騰斷橋),也是臺灣目前史上傷亡最慘重的地震。圖/報地震 – 中央氣象局 FB 粉專

因此,對於地震中心來說,如何「應用」這些地震資料,發展出更先進的預警系統,協助制定建築物耐震設計規範,以及配合其他政府單位規劃救災計畫,更是中心業務的一大重點。

30 秒→10秒→5秒!越來越強大的強震即時警報

「建置強震速報系統」是強地動觀測第 2 期計畫的主要目標,致力於提升地震測報的計算能力、縮短向其他單位通報的時間。

在 921 地震期間,雖然當時的地震速報系統只是雛形,卻成功在地震後 102 秒對外發布地震報告,這樣的速度,備受國際重視與肯定。

到了第 3 期計畫,「強震即時警報系統」已經可以在 30 秒內自動推估出初步的地震規模與震央位置,搶在破壞性地震波(S波、表面波)抵達前,將地震的訊息傳達給防災、救災相關單位。

除了大家最熟悉的、會讓手機響起震耳欲聾警報聲的災防告警系統(PWS)外,地震中心也和各防救災單位、公共設施、各級學校以及電視臺合作,一旦強震即時警報偵測到符合條件的地震,就會馬上傳遞地震消息,讓各單位進行緊急應變。

時至 2020 年 4 月,隨著地震觀測網的擴大和更新,以及不斷進步的通訊技術,地震中心已經可以在地震後約 10 秒內發出地震預警訊息,為國人爭取更多避難的黃金時間。

下一步,地震中心將投入前瞻基礎建設 2.0「都會區強震預警精進計畫」,除了持續擴建井下地震觀測網、發客製化地震預警系統作業模組之外,也預計在 4 年內,讓都會區可以在 7 秒內收到地震預警。

在更久遠的未來,地震中心期許可以順利的應用 AI 技術,建置新一代的地震預警作業系統,進一步將發布時間縮短到 5 秒以內!

地震前兆:有辦法抓住強震前的蛛絲馬跡,然後「預測」嗎?

由於地震是在板塊彼此的作用之下,岩層不斷累積應變能量後斷裂錯動而成,不斷累積能量的同時,地底的岩石有可能會產生許多微小的裂隙和變形,並間接影響其他環境參數,改變地下水位、地球磁場、大地電場的數據。

以 921 大地震為例,在車籠埔斷層附近,地球科學家就曾經觀察到地下水水位出現了「同震」的變化!

地球科學家推測,有可能是當地的岩層受到應力的影響後,產生了許多微小的裂隙,因此改變了岩層的孔隙率、滲透率,進而產生地下水位的變化。

如果每一次大地震之前,地球科學家都可以掌握到這些細微的現象,就有可能發展出成熟的地震前兆研究和技術,甚至走上「地震預測」之路。

因此,地震中心除了建置地震站的觀測網之外,也大力推動地震前兆的研究,自 921 大地震後開始設置「臺灣地球物理觀測網」(TGNS):

圖說:地球物理測站的外觀。圖/中央氣象局地震測報中心提供
  • 「全球導航衛星系統」(GNSS)可以進行大地測量,建立臺灣大地變形的資料庫,藉此監測斷層、火山活動,以及地層下陷或滑動等現象。
  • 「地下水」測站能夠連續記錄大氣壓力、雨量與地下水位的相關性。
  • 「地球磁場」測站用以監測地球磁場擾動的現象。
  • 「大地電場」測站可以蒐集大地電場的觀測資料,並推估與大地震之間的關係。
地球物理觀測網分布圖,包含了 163 個 GNSS、6個地下水位、12個地球磁場以及 20 個大地電場觀測站。圖/中央氣象局臺灣地震與地球物理資料管理系統

可惜的是,雖然地球物理的資料和分析已經逐漸制度化,但在地震前兆的研究上,成功案例仍然遠遠不足!

不僅是臺灣在地震前兆上遭受挫折,其他國家在這個領域的研究也長路漫漫。地球科學家還沒有辦法歸納出地震前的行為並取得共識,更別說是地震預測這個更遙遠的夢想了。

幸好,現有的難關無法阻擋地球科學家的好奇心,中央氣象局地震中心也持續投注心力在地震前兆研究中,期許未來有破解祕密的一天!

起死回生的火山、仍然未知的海嘯威脅,地震中心也緊盯不放!

根據噴發紀錄和火山地震波等證據,在中央研究院林正洪研究員的努力下,中研院於 2016 年提出大屯火山群岩漿庫存在的證據,同時也在龜山島附近發現同樣的現象。

隨著地球科學家不斷提出新的證據,經濟部中央地質調查所蒐集相關的研究成果後,在 2019 年 9 月 24 日召開了「火山活動專家諮詢會議」。在各方學者的討論下,讓大屯火山群「起死回生」,將原本公認是死火山的大屯火山群和龜山島,重新被認定為「活火山」。

面對這個反轉,全臺如臨大敵,畢竟人口眾多的天母、北投與士林就在大屯火山群的山腳下,不但核電廠鄰近,總統府和 101 大樓也都距離它不到 20 公里!

大屯火山監測網分布圖,以及核電廠、總統府和臺北 101 等重要地標之相對位置(黑色三角形為地表的地震站,紅色三角形為井下地震站,YM01 到 YM12 測站由大屯火山觀測站維護)。圖/中央氣象局地震測報中心三十周年專刊

我們對這些火山的了解和掌控,又到了哪一步呢?

藉由氣體、溫度、地表變形和地震波等資料,地球科學家可以判斷出大屯火山是否瀕臨爆發的狀態,而早在 2011 年,內政部與國家科學及技術委員會成立大屯火山觀測站 (TVO),並整合中央地質調查所、中央氣象局、中央研究院及國內各大學分析研究成果,建立多項火山監測系統及平台,同步監測大屯火山活動並進行研究。

除了來自大屯火山觀測站的 10 個地震站之外,也包含氣象局設置在北部的地震站,藉此協助研究人員獲得幾乎即時的火山地震資訊。

大屯火山地區的即時地動訊號,紅色矩形為地震訊號。圖/中央氣象局地震測報中心三十周年專刊

當前我國政府已在 2018 年5 月 25 日正式將火山災害列管於「災害防救法」,隔年中央氣象局也制定了火山活動等級與預警發布機制,後於 2020 年 9 月 14 日公布「火山噴發訊息發布作業要點」,一旦大屯火山有任何不對勁,就會立即啟動火山預警發布機制!

氣象局將「火山活動等級」分為 3 級,適情況召開火山專家諮詢小組會議和發布通報。圖/交通部中央氣象局火山噴發訊息發布作業要點

除了來自大屯火山的威脅外,地震中心也負責海嘯的監測和警報發布,並在短短的幾分鐘內,就能解算出海嘯的抵達時間、預估浪高。

倘若太平洋海嘯警報中心(PTWC)預估海嘯可能在 3 小時內到達臺灣,或是臺灣近海發生規模 7 以上、震源深度小於 35 公里的地震時,地震中心即會發布海嘯警報,籲請沿岸居民因應海嘯侵襲。

臺灣的地震防災教育,地震中心也當仁不讓!

除了地震、火山和海嘯測報等核心業務之外,地震中心也致力於地震和防災教育,提供無數科普資源,讓社會大眾學習和運用。

在網路上,有中央氣象局建置的「中央氣象局數位科普網」、回答你關於地震大大小小疑惑的「地震百問」、地震中心官方 Facebook 粉絲專頁「報地震-中央氣象局」等等,各式各樣的線上科普內容。

在實體場域,中央氣象局也設置了幾個展示空間:中央氣象局本部、臺灣南區氣象中心、田中氣象站、竹子湖氣象站-火山監測教育展示室等地(目前因疫情暫停開放),讓有興趣的民眾或學校機關,都可以實際前往觀摩,親眼見證地球科學家和氣象局人員的工作場域和聆聽解說。

畢竟,若想達成真正意義上的「防災」,單單只是完善測報工作、防災工程與避難措施並不足夠。更重要的是,必須讓所有臺灣人都有正確的防災觀念,才能有效提升整體社會的抗災能力。

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30年來全球最大的火山爆發?日本都發布海嘯警報了,臺灣呢?feat. 不會冷&阿樹【科科聊聊 EP.77】
PanSci_96
・2022/01/28 ・2692字 ・閱讀時間約 5 分鐘

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泛泛泛科學Podcast這裡聽:

你覺得「海嘯」和臺灣人的距離有多遠?1 月 15 日東加王國的海底火山大爆發,不僅炸毀了當地的無人島和海底電纜使得對外通訊全部中斷,火山灰、海嘯的威脅更使得環太平洋國家人心惶惶,臺灣的鄰居——日本甚至發布了大範圍的海嘯警報。

這個三十年來全球最大的火山爆發,究竟是怎麼一回事?們有辦法透過科學儀器提前偵測海嘯嗎?臺灣有沒有被海嘯侵襲的紀錄和可能性?讓我們一起和 y 編、泛科學專欄作者阿樹以及從事海嘯和地震觀測工作的不會冷,一起聊出這些問題的答案!

  • 00:36 引起全球矚目的「東加火山大爆發」

不會冷指出,東加火山在臺灣時間 1 月 15 日 12 點 15 分左右爆發後,有很多氣壓計都有顯示出異常的訊號,並引發地球科學社群的熱烈討論。傍晚時,國內的新聞媒體也開始陸陸續續出現海嘯相關的報導。 此次東加爆發的火山是由洪加湯加、洪加哈派兩座無人島組成,是一座大型的海底火山,上一次的噴發紀錄落在 2014 年附近,而這一次的大規模爆發其實有點出乎科學家的意料。阿樹補充道,以當前地球科學界而言,海底火山非常難以被偵測,不僅聲納所得出的精確度不高,就連許多監測陸地火山的方法如氣體、地表變形都難以應用,現在大都只能用地震資料來監測海底火山。

  • 10:35 東加火山爆發後,發生了什麼事情?

阿樹表示,近日有許多媒體會以「 30年來全球最大的火山爆發」來形容東加事件,在此前就是 1991 年於菲律賓爆發的皮納土波火山,它與 1815 年印尼坦博拉火山引起的「無夏之年」一樣,當時都對地球的氣候造成了嚴重的影響。而根據科學家們的判斷,這一次東加海底火山爆發事件,並不會大範圍的改變氣溫或氣候,也不會對臺灣產生什麼顯著的災害,後續的觀測也顯示海嘯傳遞到臺灣時,浪高少於 30 公分。

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東加海底火山爆發,被地球科學家認為是當地「千年難得一遇」的大規模爆發事件。圖/NASA
  • 15:36 日本都發布海嘯警報了,臺灣卻沒什麼感覺?

不會冷指出,一般而言,比起地震、斷層、海溝引起的海嘯,火山爆發所導致的海嘯波長都會比較短,衰減的速度較快,也不會影響到太遠的地方。此外,以臺灣的海嘯預警作業而言,針對像是東加火山這種遠地的事件,就必須仰賴太平洋海嘯警報中心所提供的訊息,才可以評估要不要發布海嘯警報。

延伸閱讀:

台灣面臨海嘯威脅時,該如何應對?專訪海嘯專家吳祚任

逼逼逼~海嘯警報,別成國家級邊緣人!——《震識》

爆發當天,除了太平洋海嘯警報中心沒有立即的動作、美國地質調查所沒有上傳地震資訊,普遍認知上也大都不認為火山會引發嚴重海嘯,因此中央氣象局並沒有發布海嘯警報。反觀日本發布海嘯警報的作法,反而是違反經驗和常理的,而後續的觀測也顯示海嘯的高度並沒有日本預測的 3 公尺那麼驚人。

  • 22:05 海嘯不是一波高浪打來,而是永無止盡的漲潮

海嘯是週期很長、波長也長的水波,波長可以高達數公里到數百公里。當地震、斷層或海溝產生錯動時,容易使地表產生大範圍的形狀變化,進一步對海水造成擾動,最後就有可能形成「海嘯」。不會冷表示,由於海嘯的波長很長,所以其實海嘯不是大家想像的被浪打到,更像是一場永無止盡又快速的漲潮。如果只是浪高很高,波長很短,那就不是海嘯,而是瘋狗「浪」。

  • 24:40 臺灣的海嘯紀錄竟然要去廟裡看?

阿樹指出,較近期的、討論較多的海嘯紀錄是 1867 年的基隆海嘯,但原因並不明,當時也沒有什麼科學儀器和資料留下來,只有一些歷史文獻記錄著當地有大水。不會冷說明,國內經確認的海嘯紀錄不多,但未經確認的海嘯文獻其實很多,像是屏東、臺東的廟誌都有許多像是「大水」逞罰不孝子、八重山地震引發 80 公尺高的海嘯紀錄,可惜的是,我們很難確認這到底是煞有其事,抑或只是古人們的誇大其實。

延伸閱讀:

面對海嘯有三寶,水門、堤防、趕快跑!──《課本沒教的天災日本史》

海嘯石辨認指南:颱風都能搬大石頭了,還需要海嘯嗎?

18 世紀臺灣西南沿海真的發生海嘯嗎?——《科學月刊》

你以為海嘯就像是一波大浪拍到岸上?不不不,這個觀念是錯誤的!圖/Flickr @Douglas Sprott
  • 29:00 「東部海很深所以不會有海嘯」是真的還是假的?

坊間傳聞,因為臺灣東部的海域很深,所以我們才不會面對來自東加的海嘯?這個說法是錯誤的!不會冷澄清,海嘯會有所謂的「淺化」現象,當水深越來越淺,波速會越來越慢,波長會越來越短,使得能量被累積、浪高也越來越高,而人類住在陸地上,只要海嘯來,就會經過淺化,不會因為東部的海深而沒有海嘯。

  • 34:18 經過東加火山事件,臺灣學到了什麼?

不會冷認為,當前中央氣象局的海嘯發布作業有極大的程度仰賴太平洋海嘯警報中心,也許未來在發布作業上可以有檢討和調整的空間,而近年氣象局也建置了海嘯浮標、海底電纜等等非常先進的儀器,這一次東加火山事件也可以成為這些儀器使用上的寶貴觀測經驗。

延伸閱讀:

臺灣會發生海嘯嗎?東部海域的地震「烽火台」海纜觀測系統

那些海嘯教我們的事

阿樹則感慨的說,相比起地震,臺灣人對於海嘯還是太陌生,從基礎研究、發布作業、預警配套到海嘯的科普教育,都非常的不足。從歷史的經驗來看,人們總是要經過一次嚴重的天災,才會懂得重視、懂得害怕,例如經過九二一大地震後,臺灣的防災教育、相關法規和研究才有了大幅度的進步,難道海嘯也要透過血淚才能得到教訓嗎?想必這是大家都不樂見的未來。

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