台灣基於先天上位於板塊交界帶，後天又有人口稠密、高度開發等特性，因此對於地震是很脆弱的。但是另一方面，台灣也投入大量的研究能量在地震防災上，加上實際經驗豐富，國內的監測技術、預警技術發展相當積極。
在上一個專題「2012全球災難回顧」當中，中央氣象局地震測報中心的郭鎧紋主任針對地震的原理和迷思，為讀者們上了1堂有趣的課；而在本專題「災害預報與監測新科技」，郭主任更進一步介紹台灣的地震監測技術，並將地震預警剖為3個環節來介紹。
地震預警和地震預測是同一件事嗎？
我們常常聽到地震預警、地震預測，它們究竟有什麼不同？以提前的時間來看，預測比預警更早，而且在地震波從震源傳遞出來之前，就能夠從某些徵兆預知地震發生，例如在地震之前可能會有地下水位、電離層等發生變化等現象，有些學者也發現在921大地震發生的1個半月前，地震活動有減少的趨勢。世界各國都希望能夠發展出地震預測技術，目前也有許多預測地震的研究方向，但至今還沒有一套放諸四海皆準的技術。
相較於預測，地震預警提供的應變時間較短，在地震發生後十幾秒到幾十秒之才能夠產生，也比預測還要容易做到，為什麼呢？地震波的速度由快到慢可區分為「P波」、「S波」及「表面波」等。表面波的振幅最大，其次是S波，這兩種地震波的破壞性較大；而振幅小的P波波速較快，有一種現地型的預警儀器，就是利用偵測P波來預警破壞性較大的S波。
中央氣象局的強震預警系統，是利用「地震速報系統」快速測出地震的規模、位置，然後利用電波傳遞比地震波快的原理，對離震央較遠的都會區提出預警。
地震預警必備條件：又快又準的監測資訊？
要能夠快、狠、準的掌握地震到來的訊息，監測技術是關鍵。地震監測站可以獲得有感地震發生的p波及s波的到時數據、震度等資訊，在地震中心則根據這些數據計算震央位置、震源深度、規模等。
事實上，1個地震的規模運算數據來自台灣各地的多個地震監測站，透過運算得到平均的結果。但是要多少個監測站一起運算，牽涉到資料處理的時間，因此依據不同目的，會在「時間」與「準確度」做出不同程度的取捨。
當地震波到來的初期，離震源最近的監測站會最先感測到地震波，這些少數稱為「子網」的監測站為了搶在第一時間發布訊息，不等待距離更遠的測站資料蒐集好一起運算，以快速為目標先發布訊息。
在全台灣能夠即時連線的測站統稱為「全區網」，包含的測站共有119個，在50秒左右會統整全區網各測站的監測資料，修訂出準確度較高的規模數據。這就是我們在地震後一段時間，會看到新聞報導出現的較準確的地震資訊。
如果把沒有即時連線的觀測站一起含括近來，台灣總共有七百多個觀測站，稱為「強震觀測網」，如果七百多個觀測站的數據都要在地震發生的第一時間就進行運算，將會耗費過多的時間，達不到預警效果。但是這樣完整的數據，更有利於地震後的研究，像是台灣各地的建物應該要有什麼樣的鋼骨結構才足夠耐震。
預警技術3環節
儘管地震預警提供的時間不長，卻可能避免人命傷亡，甚至挽救龐大的經濟損失，但儘管有了國家的地震監測技術，就可以做到了嗎？
其實預警技術可分成上中下游，並不是單由「上游」中央氣象局發布預警訊息就可以了，傳播的通訊技術、如何使用預警訊息也都是重要的工作。因此「中游」的通訊業者需要研發技術、因應上下游的需求設計，才能將預警訊息傳遞出去；但是這些訊息要如何使用？依照不同的「下游」使用者〈例如：醫療單位、工業園區、學校、一般民眾……〉而有各種操作方式，則需要由下游的機關來決定。
舉例來說，醫院在發生地震時，可能會面臨手術房門卡住而無法打開的危機，因此收到地震預警，會自動將各種機門開啟並固定；而在一間工廠當中，不同設備受地震影響的程度不同、緊急停止需付出的成本也不同，因此由「下游」不同的使用單位來規畫如何反應。
當地震發生時，高速運行中的列車可能會發生出軌現象。雖然中央氣象局也提供地震預警訊息給交通相關單位，能決定高鐵列車是否剎車的只有高鐵自行設立的接收器，氣象局提供的訊息只有參考作用。
2009年日本311大地震前，大部分的民眾都收到了地震預警的簡訊，雖然台灣的地震監測技術在世界上名列前茅，要同樣發布簡訊給所有民眾卻不太容易。主要的原因在於手機系統本身，日本的手機建置全國統一廣播系統，國家可以在發生重大事件時由政府發布廣播，如果台灣要有這種廣播功能，可能全國民眾的手機都需要更換才做得到。
(本文原發表於行政院國家科學委員會-科技大觀園「科技新知」。歡迎大家到科技大觀園的網站看更多精彩又紮實的科學資訊，也有臉書喔！)
延伸學習：國家災害防救科技中心：強震即時警報傳遞機制規劃及應用推動成果
