愛因斯坦
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日本地震速報系統
要預測地震的發生，在可見的未來，仍然遙不可及。但若只是要在天搖地動之前，提供幾秒到幾十秒預警，以避開恐怖的災禍。那麼，日本已經做到了！ 日本氣象廳（Japan Meteorological Agency, JMA）所建構的地震速報系統（Earthquake Early Warning, EEW）已經在2007年10月上線，推廣到全日本境內。藉由EEW的預警，可以讓高速行駛的火車提早減速，避免出軌意外的發生；或是讓運轉中的電梯及早停在接近的樓層，然後把門打開，避免人員受困。雖然只是短短幾秒鐘的時間，卻顯得異常珍貴。目前日本的民眾已經可以利用簡單的電子設備或手機，接收到即時的地震預警。 EEW之所以能夠發出預警，主要必須歸功於日本境內密集分佈的地震測站（大約每二十公里一座），以及電腦能夠迅速計算出地震發生地點與震波傳播方向的成就。地震發生時，最早自震源所傳出的P波，會以每秒大約七公里的速度前進；同時間傳出的S波，則是以每秒大約四公里的速度前進。S波前進的速度雖慢，但其震幅卻往往是P波的三至十倍，危害甚鉅。因此EEW便是根據較早到達的P波計算地震參數，然後針對S波的到達提出預警，以避免較大的災禍發生。 當地震發生，鄰近震源的地震測站會根據所收到的P波訊號，首先判斷地震強度。一旦地震強度在四級以上（根據日本氣象廳地震震度分級*），相當於麥加利地震強度（Mercalli intensity scale**）的六到七級時，EEW便會發出預警。JMA收集了超過一千個地震測站的地震波形（wave form）紀錄，系統會在最短的時間比對測站所收到的P波波形，推測地震發生的位置，進而計算震幅較大的S波會在何時抵達各處，以達到預警效果。 若是後續其他測站的計算結果異於最初的估計，達到水平方向的誤差在0.2度，垂直方向的誤差在二十公里，地震強度比原先估計的大0.5級或小一級時，EEW會更新先前所發出的預警。甚至有可能當第一個測站收到震波訊號，讓EEW發出預警之後，卻沒有後續其他測站收到震波訊號，表示資料可能有誤，此時EEW也會取消預警。 JMA自2004年2月起，持續測試這套系統長達29個月。到2006年6月為止的測試期間，EEW共發佈了855次預警，其中只有26次假警報。這些假警報多是因為機件故障或閃電所造成，而且都是來自單一測站資料就發出預警時所造成的。 當然EEW也不是萬能的，如果地震震源是發生在陸地接近地面的地方，由於S波很快就會抵達鄰近區域，造成預警系統也來不及發佈。此外若是大型的地震（芮氏規模七以上），因為斷層破裂的時間較長，EEW則無法完整推估地震強度。又或者當兩個地震連續發生在同一地點時，EEW亦無法精確地區隔出兩個先後發生的地震。但是不論如何，EEW已經成為日本民眾伸手可得的重要預警系統，就是相當重要的進步了。 同樣身處地震帶的台灣，我們當然也想知道，中央氣象局是不是也有同樣的規劃，其實是有的！目前全台灣寬頻地震測站分佈的密度***，並不輸給日本地震網，計算速度和準確度亦不遑多讓。只不過台灣災害性的地震大多發生在台灣西部陸地，而且震源深度都相當淺。因此若是真的發生大地震，恐怕預警系統也幫不上忙。但是不論如何，在台灣也開始有時速三百公里的高鐵開始奔馳之後，這樣的預警系統，恐怕也是必須盡快建置的吧！
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原始論文：M. Hoshiba et al., (2008), Earthquake Early Warning Starts Nationwide in Japan, EOS, 89, 8, 74-75. 參考來源： 相關連結： 本文版權聲明與轉載授權資訊： 若對本文內容有所建議與指正，請至本文專屬討論串。
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