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斷了線的地震訊號,斷了根的防災意識

阿樹_96
・2015/03/31 ・2974字 ・閱讀時間約 6 分鐘

3月29日《蘋果》一則報導:4.5億泡湯,測震海纜斷了。據此報導指出,氣象局的「臺灣東部海域海纜觀測系統」(簡稱海纜地震站)疑遭漁船的底拖網扯斷,從去年5月起就不再傳回訊號,而氣象局也回應,是位於海纜尾端的科學節點設備遭毀壞而失去訊號。這樣的情況也不知道要找誰求償,但重點也不該是找誰求償或是單純的禁止漁船底拖,畢竟要在茫茫大海中去取締每艘漁船,其秏費的人力、物力、甚至民怨也不會少,那我們到底該怎麼看這件事?

比找兇手還重要的事:海纜斷了給我們的啟示

你要怪漁民也好,罵氣象局也罷,以上都屬次要的問題,因為最主要的問題應是我們得有個認知:從上而下對防災而言永遠都做不夠!科學家對大眾的宣導與介紹不夠、政治人物對防災該有的政策了解不夠、人民對於防災的認識也不夠,相信如本篇一般的提醒防災意識的文章,即使常見也遠遠不夠!導致我們沒有足夠健全的防災體系(在此指的是可因應各種不同的極端情況)、沒有完整可以讓全國人民可用的地震預警系統可用(現在只有從一些學校開始推行,手機要能收到還不知道要等到何時),但或許我們可以透過嘗試著去多理解一些科學科技,或是多去思考自己災時的應對,讓自己有多一分的防災意識。

從電纜式海底地震儀看防災科研發展的落差

我們來看看最近斷了的海纜地震站,45公里的海底電纜加儀器共要花4.5億,而科學節點也是1千萬起跳,雖然明知道這東西對以後的人們有無限益處,但是這樣的投資到底划算嗎?在此我們先看一下臺灣的海纜的分布和相關儀器:

圖片摘自氣象局海纜網頁
圖片摘自氣象局海纜網頁

簡單來說就是一條向宜蘭外海延伸45公里的海纜,配上一套科學節點,就是我們的海底地震與海嘯監測系統。附帶一提,這個案子原先是設計250公里,4套科學節點(印象中是4套,若有誤請指正),經過多次流廢標(就是預算和來投標的金額差太多),最後才以45公里、4.5億元決標。至於大家常說政府做的東西經常有弊案和問題,這方面我不好說,但我就我知道的資訊來提供參考:日本NEC一直想把海纜式地震儀的技術推行至國外,但實際上會買單的國家並不多,而就算多次流標還是一直要來投,我想是真的很需要這筆訂單打知名度(他們自己都發新聞稿宣傳),不過現在被拖斷了…就不知道這算加分還是扣分了?

接著再來看一下日本的做法,以下是截至2008年以前日本鋪設的海纜地震儀:

圖片取自NEC
圖片取自NEC

不令人意外,畢竟日本受地震與海嘯侵襲的次數十分頻繁,加上主要的海溝孕震帶都平行於陸地,當海溝型地震發生時,海嘯是直接侵襲,且波高也是最高的。

附帶一提,2011年311地震之後,日本深覺自己對東北海域的地震太不重視(之前也只有一條海纜),因此又打算鋪設新的串接式海纜地震觀測網,觀測範圍約200×200 km,共有25個地震儀的陣列:

東北海域的海纜地震網,圖片來自NEC
東北海域的海纜地震網,圖片來自NEC

由此可看出日本人很怕死對防災的重視程度超乎想像,不過這些設施是建築在過去慘痛的災害之上,相較之下,臺灣的地質與地體構造相對幸運的多,無論是鄰近的琉球海溝、馬尼拉海溝對臺灣的影響,或是花東海域不利使海嘯波增高的的海底地形來看,威脅相對較少,但我們仍是地震頻仍的孕震帶,若不增進這些基礎建設、不想想自己的防災演練有沒有確實做到,那我們和坐以待斃有什麼嗎?

什麼樣叫做「有防災的意識」?

我們不用一下子想做到像日本或其它先進國家一般的極緻,最簡單的,就是「知道地震來時該做什麼?」曾有過宣導地震防災的經驗,每次都會問不同年齡層的民眾:「如果某個大地震前有10秒鐘的預警時間,你會怎麼辦?」這時就會發現一件很神奇的事,即使不少人看過防災手冊,也鮮少有人提出「因地制宜」的關鍵;更多時候,我得到的回饋是,10秒不夠用、多個2~3秒也沒差…等等,我常想,真的是我們對地震防災推廣做的太少了!

遠比你我想像大的認知落差

或許你知道地震預警可能會對高鐵、科技廠房、醫院、學校等設施有幫助,但實際上砍預算的委員們不認為做這個會有什麼政績,現在海纜斷了還被質疑偷工減料,而辛苦工作的討海人都來不及顧自己的生活了,哪管你不知道什麼時候發生的地震?而對一般人來說,又不是剛好地震來我正在坐高鐵、我沒買股票科技業的損失也不關我的事。但就是因為地震不知道何時會發生,才更需要更多的時間預警以及更需要平時建立起防災概念,以下是幾個對於防災或地震科學容易出現的迷思:

地震預警沒有實質用處?

簡單來說,地震預警最基本的原理就是利用地震波中的P波較S波快,而傳送訊號的電磁波又更快,因而利用快速解算震央規模以達到十數秒的預警能力(2011東日本大地震東京有快1分鐘的預警時間是因為震央非常遠),除了秒數太少的問題,還有所謂的「盲區」,也就是近震央的地方無法預警,這是一定的,不過台大地質吳逸民教授與相關團隊發展的「P波3秒」的技術,讓預警的盲區盡可能縮小。雖然地震預警對震央處的幫助不大,但仍有可能會因此避免許多災害。1986年花蓮強震,因其規模達6.8,仍在台北新北造成許多災情,更不用說集集地震了,地震預警有其存在之必要性。

房子蓋堅固點不就好了?

的確,在921地震時我們發現有許多因震波受損的房子,主因是對於耐震的設計不良,而隨著建築規範與技術的改進,房子的耐震能力有長足進展。但如果只想仰賴堅固的房子,仍是十分消極,全台灣還有無數屋齡超過30年的老房子,雖然通過了921的檢驗,但若下次震央更近或是規模更大時呢?況且還得考量年輕人買不起房子問題,但探到至此已超過科學能討論的事。總之,正確的防災觀念是該綜合各種可能的措施,否則無論是預警或是建築上的努力,都是應該穩定發展的方向,而非互相排擠預算。

無法立即看到成果的研究

地質學的探討的年代動輒上百萬年,地震再現的週期卻是百年尺度,但地震發生的瞬間卻是數秒之內的事,用差異這麼大的尺度進行研究,本來就不是一件容易的事,今天假如我認為某件事是地震的前兆,縱使我有完美的理論,但缺乏足夠的樣本數驗證,連個像樣的機率預報都做不到了。多一個海底地震儀有沒有好處?當然有!因為對於東部海域,多一個海底測站可增進小地震的偵測能力(見〈「媽祖」海纜保平安〉),多兩個當然更好,不過,好在哪?為什麼我們需要偵測更多的小地震?因為實際上有許多地震學研究是著重於統計微震資料找尋大地震的前兆(見〈我們離「預測地震」還有多遠?〉),我們的確離真正預測地震還很遠,但現在不做點事,以後就沒得研究。如同克卜勒在研究行星運動時,若沒有第谷的觀測資料,也成不了事。

延伸閱讀與連結:

原刊載於作者部落格地球故事書

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阿樹_96
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地球科學的科普專門家,白天在需要低調的單位上班,地球人如果有需要科普時時會跑到《震識:那些你想知道的震事》擔任副總編輯撰寫地震科普與故事,並同時在《地球故事書》、《泛科學》、《國語日報》等專欄分享地科大小事。著有親子天下出版《地震100問》。

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第一輛 MIT 的「捷運」——淡海輕軌「行武者號」

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2021/08/19 ・2199字 ・閱讀時間約 4 分鐘

本文由 交通部鐵道局 委託,泛科學企劃執行。

2018 年底,淡海輕軌完工通車,目前已經通車的路段有從紅樹林站到崁頂站的山線,以及從濱海沙崙站到漁人碼頭站的藍海線一期路段,沿途各站有櫻花大道、知名古蹟和電影商城,成為一日輕旅行程不可錯過的選擇。而藍海線二期將會從漁人碼頭站延伸接回淡水站,結合捷運淡水信義線連接到紅樹林站,形成環狀路網,未來也在規劃從崁頂延伸至北海岸的三芝線。

但你知道嗎?淡海輕軌所使用的車輛,可是臺灣自製的!「行武者號」由台灣車輛公司和德國福伊特公司跨國合作,從設計、製造到測試,全車在臺灣完成,突破過去捷運車輛都是向國外購買,技術長期被外商壟斷的困境,成為臺灣捷運「國車國造」的首例。

圖/郭令鈞攝

融入當地特色之設計與節能效果

淡海輕軌「行武者號」在外觀上以海為意象採流線型設計,水藍色的車身彩繪代表淡水河清流,而白色象徵水面映射的日光。

由於淡水氣候變化大,夏天常有 30-35 度高溫,冬天最低溫可達 5 度,且地形位於迎風面,梅雨季、颱風都帶來豐沛雨量。為了因應淡水溫差大且濕度高的特性,「行武者號」列車材質使用不鏽鋼與耐候鋼打造。

圖/郭令鈞攝

比較不同於一般所熟知的大眾交通工具,列車到站後會自動開門,淡海輕軌的車輛到站後需要旅客手動開門。這樣的設計是考量在不會每站都有乘客上下車的狀況下,除了能避免冬天冷風灌入車廂造成車內乘客不舒適外,在平時更能節省許多不必要的能源消耗,達到節能減碳的效果。[註1]

車輛零組件國產化並兼顧安全品質

淡海輕軌在車輛設計上完整導入 3D 設計與分析模擬,可自主產出系統模組 3D 繪圖、機械與電氣施工圖,並進行結構應力、結構疲勞強度、結構撞擊等模擬分析,大幅強化在地設計與驗證能力。

國內輕軌車輛國產化比例,從淡海輕軌的 21.5%,提升到目前興建中安坑輕軌的 42%,項目包括車體製造與組裝、車頂、外牆、車頭、內裝板與地板、轉向架框、車內空調、客室座椅、玻璃、車上照明、漆料、電纜、CCTV 等。其中車輛完全符合歐盟 EN 45545 防火規範,車端碰撞抗壓縮力具備 500 kN(輕軌一般為 200~400 kN),車頭與內裝板採用非金屬複合材料,安全設計納入列車自動防護系統(ATP)及電子式後視鏡,均為國內輕軌首次採用;而車輛設計納入臺灣地區人因資料,所有車門與車窗均為緊急逃生出口,車上照明全面採用 LED 燈具,更是國內鐵道車輛首例。

而淡海輕軌的車輛與零組件供應商,大多都符合 UNIFE(歐洲軌道工業協會)所制定 IRIS(國際軌道工業標準)品質管理認證,以確保車輛各子系統之高品質,並進行合作及技術轉移,協助國內建立自主的鐵道車輛工業與零組件供應鏈。

未來展望

目前除了營運中的淡水輕軌,未來還有安坑、八里、淡海二期、五股泰山、基隆、桃園及新竹等地的捷運及輕軌計畫,除了為日常通勤或是假日輕旅行增添更多可能性,也因為這些計畫將製造上百組車輛,是不容忽視的國產經濟能量,將可作為產業界進一步掌握關鍵核心技術,達成並突破車輛國產化 50% 的重要契機。

因此,交通部鐵道局已自 2021 年起透過產業發展補助計畫來逐步推動關鍵系統國產化研發,包含車輛之集電弓、車門、轉向架、牽引系統、列車監控系統、車體設計、儲能電力管理系統、超級電容,以及號誌系統、轉轍器與自動列車防撞系統等項,將國產化技術領域從目前偏重在車體結構材料、零件與服務性設備,拓展到與行車運轉及安全維生有關之核心系統,以提升臺灣鐵道工業的競爭力。此外,交通部更借鏡先進國家經驗成立「鐵道技術研究及驗證中心」,藉由國家級鐵道技術專責機構,帶動國內鐵道產業研發與檢測驗證技術能量,產品符合安全品質標準並與國際接軌。

圖/交通部鐵道局

藉由政府創造市場需求與提供資源,讓民間廠商藉機推動製造業的轉型與突破,建立自主鐵道車輛工業的完整生態鏈。「國車國造」的計畫,將培養更多鐵道專業人才,將技術根留臺灣,也能有效降低建置、營運及維修成本,對經濟發展及創造就業帶來正面幫助。

藉由政府創造市場需求與提供資源,讓民間廠商藉機推動製造業的轉型與突破,建立自主鐵道車輛工業的完整生態鏈。「國車國造」的計畫,將培養更多鐵道專業人才,將技術根留臺灣,也能有效降低建置、營運及維修成本,對經濟發展及創造就業帶來正面幫助。

在家悶了很久,解封後想來一場櫻花古蹟之旅?那就來規劃一場淡海輕軌輕旅行吧!

註解

註1. 由於疫情影響,為減少非必要的接觸,目前淡海輕軌全線改為列車長統一開門( 2021 年 5 月

參考文獻:

  1. 新北市淡海輕軌列車國產製造:由政府起頭,帶領臺灣軌道產業升級進化
  2. 淡海輕軌BIM技術應用與設計施工整合特色
  3. 淡海輕軌綠山線上路北臺灣第一條| 生活| 重點新聞
  4. 鐵道產業- 產業政策- 鐵道科技產業政策
  5. 交通部鐵道局-鐵道產業國產化

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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