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強震頻仍,智利政府災害應變能力受讚揚

陳妤寧
・2014/04/22 ・1737字 ・閱讀時間約 3 分鐘

文 / 陳妤寧

智利2014年4月2日的8.2級強震震央圖。(圖片來源:BBC NEWS)
智利2014年4月2日的8.2級強震震央圖。(圖片來源:BBC NEWS)

智利西北沿海在 4 月 2 日發生了震源深度僅有 10 公里的 8.2 級地震,估計造成 6 人死亡。地震引發浪高約 2.4 米的小規模海嘯,稍後當局取消了海嘯警報。4 月 3 日夜間又發生 7.6 級地震,前往視察災情的智利總統巴切萊特(Michelle Bachelet)也被迫撤離。地震發生後當地目前已經發生近30次餘震,強度最低也有 4.5 級,智利各地約有 100 萬人被緊急撤離,巴切萊特總統宣布北方兩個省份為災區。

智利官方第一時間發布海嘯警報

災區主要位於智利的最北端,濱海的阿里卡省離震源僅有 23 公里,帕里納科塔省則靠近內陸的帕里納科塔火山,這兩個地區的居民都緊急撤離。軍方和消防人力在首都聖地亞哥和沿岸大城伊基克展開部屬,加強巡邏防止打劫和宵小。地震發生後,北部城市的重要通訊設施自配能源系統,可以維持四到八小時,整體而言北部地區通訊系統運行正常。

智利是世界上地震最頻仍的國家之一,歷史上的十大地震之中有三個都發生在智利,智利人民不但像台灣人一樣習慣地震,面對的地震強度和隨之而來的海嘯問題都更為嚴峻。政府在 2010 年 8.8 級的大地震發生後,四年來持續加強海嘯防災演習。這次 7.6 級地震發生後,智利官方迅速發布海嘯警報,智利交通通訊部和無線通訊營運商合作,以簡訊系統自動通知 350 萬名以上的民眾撤離訊息。各地也以廣播站播報海嘯警報,警報持續的六小時期間,災區民眾冷靜且有秩序地陸續撤離。智利總統巴切萊特:「我們呼籲已經移動到安全地區的民眾待在原地直到我們指示合適返家的時機。現在最重要的是保持冷靜,並且持續追蹤官方頻道提供的消息。」

和 UNISDR 的國際防災交流

聯合國國際災害風險減輕策略機構(UN Office for Disaster Risk Reduction,UNISDR)的代表瑪加麗塔•瓦爾斯特倫(Margareta Wahlström),讚譽了這次智利政府發布海嘯警報和安排居民撤離的敏捷行動。「這塊土地上生活的人們是如此地容易遭受地震和海嘯的威脅,智利政府和緊急事務管理總署的事前預防和事後應變都至關重要。這次的緊急狀況顯示了智利政府確實有效率地在第一時間處理了可能發生的風險。」

智利的十五個城市在 2012 年加入了 UNISDR 的城市防災調適計畫(Making Cities Resilient),UNISDR 的這項計畫提供了一個完整的藍圖讓地方政府了解不同的部門可以如何共同投入減災工作、以及可以具體評估防災計畫成效的工具,並讓不同城市之間有交換防災經驗的平台。

因地制宜的地方防災計畫

2012 年時,智利議會通過一項地方防災法案,推動地方縣市在災害應變上的自治能力,依據各地不同的氣候和地形條件,建立不同的防災策略。例如缺水的中部城市、污染嚴重的大型都市、產業容易受天災影響的鄉村地區……每個地區都應該有「客製化」的防災方案。

向議會提出此案的巴切萊特總統表示,地方縣市是防災的關鍵單位,但中央政府集中化的管理和政策讓地方縣市的防災模式失去了獨立的彈性。此外,縣市推動的防災建設也可促進地方經濟發展,例如改善排水的工程、建立新的社區保健中心、或是修建巷弄中的次要道路。

美國奧勒岡州立大學土木與營建工程學院院長艾許福德(Scott Ashford)表示,智利營造標準的嚴格程度和同樣位於地震帶的加州相仿。「地震風險共有兩個層面,一為地震本身,二為建築物脆弱與否,智利地震頻仍,政府故將抗震設計納入營建規範中,並且嚴格檢查,建築結構工法亦很穩固。」

智利的建築法規標準要求更高的耐震級數,高樓層建築必須能夠承受 9.0 級的強震,不過農村地區由土磚建成的平房仍然非常容易倒塌。基礎建設的重建路途漫長。(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣」執行團隊撰稿)

責任編輯:鄭國威|元智大學資訊社會研究所

本文原發表於行政院科技部-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!

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陳妤寧
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關鍵時刻能救命,與時間賽跑的地震預警系統發展史

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2021/09/23 ・2852字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文由 交通部氣象局 委託,泛科學企劃執行。

位處在歐亞板塊和菲律賓海板塊交界 ,臺灣每天都有許多地震發生,可以說是生活的日常。每隔數月或數年就會發生的中大型地震,更是災防安全的一大威脅。

最近幾年,在有感地震發生後、地震波來襲之前,你的手機很有可能會收到下面的訊息:

國家級警報

[地震速報 Quake Alert] MM/DD HH:MM 左右 ○○ 地區發生 ○ 型有感地震,慎防強烈搖晃,氣象局。Beware of probable shaking. CWB

資料來源/地震測報中心

這個能夠在地震波來襲前出現的「災防告警訊息」,全稱為「災防告警細胞廣播訊息」,是利用「災防告警系統(Public Warning System,PWS)」及「細胞廣播服務(Cell Broadcast Service,CBS)」發布地震速報。

災防告警訊息提供的地震速報,雖然在盲區外的多數時候,能比地震的搖晃感來臨前再快一點點讓我們收到,但它並不是地震預測,而是「地震預警」。中央氣象局利用遍布全臺的高密度地震測站收集地動資料,在地震發生時,藉由震央附近地震站的訊號,即時解算地震資訊並迅速發出預警。

地震預警的主要功能,是在地震發生後數秒內,演算出預估地震的基本參數,包括預估震源位置深度、強度,並推估受影響地區將遭遇的震度與震波抵達時間,爭取在破壞性震波抵達之前,對可能發生災損的區域提出警示。

可別小看這短短幾秒鐘的警示,足以左右生死、讓人員離開危險的位置尋求掩護,停下精密的作業(如工業廠房或醫院),也能讓高速運行的交通運輸系統自動減速或停駛,大幅減少中大型地震可能造成的災害,保障人民生命與財產的安全。

地震預警系統的原理

這幾秒鐘珍貴的預警時間,是多年來地震預警技術及通訊設備精進的心血結晶,以電波與地震波「賽跑」搶出來的。

每次地震發生後,能量會以「地震波」的形式從震源開始往外傳播。科學家大致將地震波分成分別為 P 波S 波P 波傳播的速度較快,也是地震測站最早收到的訊號;S 波速度較慢,但為地震破壞力的主要來源,而地震預警系統便是根據這兩者計算出地震的各種參數。

在得到最初預估的地震參數之後,地震預警系統會推估各地的震度,如果達到預設門檻,就會自動發布,利用電波將地震預警訊息傳送到可能致災的區域,以利當地防災應變。舉例來說,模擬顯示 1999 年發生的 921 集集大地震,以現今的地震預警科技,北可有 31-35 秒的預警時間,可大幅減少人員傷亡。

不過,地震預警系統畢竟得在收到地震波資料後才能進行運算,過往的預警系統對於鄰近震央 40 公里內的區域幾乎趕不及預警,這個區域就被稱為「盲區」。盲區是強震即時警報無法避免的科學限制,但靠近震央的區域又是震度最強、災害最嚴重的區域,如何將地震速報的盲區最小化,也將是未來相關技術發展的目標。

地震預警發布的管道與門檻

除了藉由手機發送災防告警訊息,地震速報還有好幾個重要的通訊管道。自 2014 年起,中央氣象局即開發傳訊軟體,在預估地震規模達到 4.5 以上、預估震度達 3 級以上時,直接透過既有網路及通訊系統,將強震即時警報傳送至公務部門、公共設施、醫院、學校單位。舉例來說,學校單位如收到警報,將自動串連廣播或跑馬燈,第一時間向師生宣布警訊。

除了公部門,中央氣象局還積極推動「地震資訊傳遞服務契約」,將社會服務量能發揮最大化,透過專線 IP-VPN 與警報傳遞單位(電信公司及大眾媒體)進行連線,在各個媒體渠道轉發地震速報,而這個部分還可以由合作單位依需求自行設定「需要通知的震度門檻」。

自 2016 年 8 月起,中央氣象局即與電視台合作,當預估地震規模達 5.0 以上,且預估震度達 3 級以上時發布蓋台訊息。這些不同的訊息傳遞機制,希望達成的目的是相同的:將地震預警的資訊,在最短的時間內,傳達到會受影響的人手上。[註1]

而近年來,能夠在地震發生的 10 秒內就發出地震預警,完全是地震觀測網加上資訊、通訊技術,多年來持續累積發展的成果。

臺灣的地震預警系統

1999 年 的 921 大地震,當時中央氣象局在 102 秒內發出地震速報,速度已經令當時全球地震觀測相關單位感到驚訝,但仍緩不濟急,預警效果十分有限。

事實上,中央氣象局在 90 年代初期已開始發展「強地動觀測網」,自 1992 到 2021 年,每期五年、共五期的長期前瞻計畫,從第一期建置「都會區強地動觀測網」,主要廣泛收集台灣各地的強震資料,並提供給工程與防災研究團隊研擬修正建築物耐震設計規範。後續的延續性計畫中,逐步建置地震速報系統、發展強震即時警報系統,其後並持續建置海底地震儀與深井地震監測站,優化地震海嘯監測。

近期重點放在提升觀測的資料品質、增進系統功能、基礎資料的累積,並且拓展地震預警系統在防災的運用。中央氣象局自 2012 年起啟用 24 位元地震觀測系統,整合過往各個獨立的觀測網,包括短週期、地震速報、寬頻、井下地震觀測網及全球即時地震觀測資料,使地震測報進入聯合觀測的時代。

自 2020 年 4 月 6 日起,地震預警的發佈時間已經縮短至 10 秒內,地震盲區也縮小至震央 30 公里以內,中央氣象局地震測報中心更宣告推動「都會區強震預警精進計畫」,要在四年內將都會區的地震預警發佈縮短到  7  秒以內,長期規劃更是希望藉由大數據統計,將時間再縮短到 5 秒內。

事實上,臺灣自行開發的地震預警系統已是全球前段班,未來也將持續運轉,日夜守望每次臺灣的地牛翻身!

參考文獻

註解

  1. 地震預警發布的門檻會依需求與情況做調整,此處以撰文時間為主。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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