2021年4月20日 星期二

一震又一震,到底誰才是主震?(20210418花蓮雙震報導)

 2021年4月18日晚間,在花蓮接連發生了二起地震,芮氏規模分別為5.8及6.2,而時間分別在22:11和22:14,非常相近的時間,讓人不禁有搖了又搖的錯覺。而因為近兩個月臺灣少有顯著的地震事件,加上接連的地震也不多,也引起了較多關注,其中一項便是「這兩個到底哪個是前震、主震,還是它們是『雙主震』呢?」;又或者後續會不會有更大的地震或餘震,也是大眾經常會關注的議題。

來源:台灣地震科學中心 教育推廣委員會


這次是前震&主震,還是雙主震呢?

過去,在公布地震資訊時,最常出現的名詞就是「主震」和「餘震」。在一些規模較大(或許是規模4.5以上,但也依震源的深淺特性有關)的地震發生後,鄰近處在後續幾分鐘至幾天內發生的小地震,幾乎是一般大眾對於「餘震」的印象,即主震後續發生的地震。而前震,或許我們可以引用近年來最眾所周知的例子:2011年東日本大地震,在3/11的主震發生前兩天,有一個規模7.3的主震。當然,規模7.3的地震發生時,當時得到的資料還不知道那是個前震。 


接下來回到本次討論的地震主題,在中央氣象局發布地震速報後也伴隨發布新聞,當時的初步判斷將規模5.8的地震稱之為前震,而規模6.2的地震則為主震。不過,後來臺灣地震科學中心將資料彙整後,將這兩起地震稱為一次「雙主震」的地震事件。而在此也必須要強調,大部分的地震事件,隨著後續科學資料的累積,經常會因為多了更多的科學證據而有不同的論述。以本次的例子來看,將第一個較小的地震稱為前震,而規模6.2則為主震,或許是一種保守的論述方式,畢竟這樣的規模差距正好在學術上所談的雙主震規模差的門檻(相差0.4),加上規模在計算時會因為使用的測站數量不同,而有一點不確定性存在,應該也是可以理解的。


那麼雙主震的操作定義,一般會認為是發震處差距100公里之內、時間則在三年之內,發生兩個規模相差不到0.4單位的地震。以本次雙主震的情況,在規模上可以說是接近判定為雙主震的門檻,然而或許大家會感到意外的是:100公里是如此大的範圍、時間三年也太長了吧?這樣真的科學嗎?

來源:台灣地震科學中心 教育推廣委員會


外行人也能看的科學門道

有啦!科學啦!哪次不科學了?要知道為什麼會有這樣跟大家直觀的想像不同,我們得先了解為什麼科學家會想要定義和研究雙主震的現象。最初定義雙主震現象時,科學家的想法是:「大地震剛過,又來一樣的地震,是不是兩者有什麼關聯?」所以一開始先會將地震的統計聚焦在相近的時間、地點、規模的地震。但後來又發現,不對哦,有些是A地震跑去觸發B地震哦!而且觸發的方式有兩情況:


case1:A地震和B地震在同一個斷層(或板塊交界構造)上,如同2011東日本大地震。

case2:A地震和B地震在不同斷層或構造上,但是是A先震後才會讓B產生或誘發地震。


case1的情況,有時可能會延遲到幾年後才發生。同樣的case2的情況,可能兩個構造雖近但卻相隔好幾十公里,這導致在定義上必須要放寬一點才行,比如2009年發生在蕯摩亞規模8.0和7.9的雙震,卻分別位在隱沒帶附近的正斷層和逆斷層上。而實際上現在科學家更傾向去計算不同地震對地殼施加的應力是否有關,或者是用不是地震的資料來分析,比如說長期從地表的GPS資料可以知道「大地一直在變動」,也就是說「沒有地震,應力還是累積得很快」。


簡言來說,要釐清某個地震序列的特性,就像老師在不知情的情況下,要解決同學間發生打架的紛爭一樣。到底是誰先打誰?誰有出手誰沒出手?幾個人出手?(找尋地震的時間、空間與位置的關係)背後到底有沒有言語霸凌?還是有其更長遠的積怨存在?(以GPS觀察有沒有看不到的無震滑移)而用雙方證詞、目擊者說法、交叉詢問(利用地震、GPS定位以及不同的資料分析解算)。最後或許可以找到比較接近定義上的結果,而為什麼找出結果重要,那無疑是科學家仍不斷試圖想找出地震的規律與發生的脈絡,以利於防災啊!

來源:台灣地震科學中心 教育推廣委員會


了解雙主震之後,可以怎麼理解4/18的地震呢?

就目前可以給出大眾的實用資訊,知道這兩個地震為雙主震,似乎幫助不大,然而我們仍可以透過這些知識,認知到「有些地方,可能會有接連兩個差不多大的地震」這種可能性,而至少在本次地震發生的地點有發生過,就代表「這裡會有這種地震情況」的可能性比別的地方高一點,可以增加我們對防災的警覺性。比如說,正在從事危險工作、正在煮飯或洗澡的朋友可以在前一個可能搖得不小的地震後,盡快結束手邊工作,或是在幾分鐘、幾個小時內隨時對下一個可能來的地震多一分警覺。當然啦,在地震頻繁的臺灣,日常就要對地震防災有所警覺。


同樣的,也希望藉此讓更多人能理解,光是科學家要對一些地震的特性進行分析,就已經要花費如此多的力氣還難以產生完美的定義,更不用說在少少的資料時就得回答出不確定性高的地震。看待地震科學這門學問,得同時具有開放但不失嚴謹的心胸呢!


參考資料:

台灣地震科學中心(TEC)即時地震教材:2021-04-18 花蓮縣壽豐鄉雙震



2021年2月8日 星期一

地震警報如果有連續發布的小失誤,就不能再用了嗎?

文/阿樹   《震識:那些你想知道的震事》副總編輯


2/7凌晨1點半多,台灣有許多地方手機響個不停,因為東部海域連發的國家級警報,讓手機震得比大地還劇烈!很多人反映「連發警報嚇死人啦!」「連關都關不掉,超可怕!」不過話說回來,阿樹的狀況反而是「又國家級邊緣人啦」。第一時間還真摸不著頭緒,但看了些新聞以及網友的回饋,決定來寫篇短文聊聊這件事。



前情提要

凌晨地震國家警報10多則狂響 氣象局改進速報系統

https://www.cna.com.tw/news/firstnews/202102075005.aspx


這件事情發生後,阿樹在網路上蒐集到了兩派對立的論點。


一派是:

14連發的警報,超級擾民耶!不能只發一次就好嗎?


而另一派則是:

不是啊,多發總比沒發好吧?要是大地震來沒發到警報不就gg了?


(當然還有些超靠北的不理性論點,懂得用腦的應該都看得出來,就不討論了)

但那種叫大家把地震警報「關掉」的人,阿樹不知道他到底用意何在啦?(怒)


今天阿樹並不打算護航氣象局,也不是單純要戰某一派,而是希望藉由這樣有點爭議的事件,讓大家更理解地震警報相關的議題。首先,我們釐清問題點&討論重點一下,個人覺得大概可以分四項後逐項來談:


1.這次發生大量的發布同一警報的問題在哪?

2.對大眾的實質影響多大?

3.該怎麼避免此事發生?

4.該怎麼調整大眾可能對警報不信任的心態?


這次發生大量的發布同一警報的問題在哪?

之所以會有這個問題,氣象局的解釋是「國家警報過去只有一套發布系統,但為了符合資安要求需要備援系統,今年一月新增為三套發布系統,運作效率增加,且也比較保險,因為三套系統為獨立運作,如果其中一套系統無法運作,其餘兩套系統也能發揮功能。」(摘自聯合新聞)


確實在去年(2020)也有一則新聞提到氣象局調整改良了地震預警的解算法(氣象局10秒地震預警系統4/6上線),將原本的地震發生後15秒內解算完成,改良到可以10秒內解算完成的時效,這邊可能要簡單說明一下「地震發生後10秒解算完成」是一個多難的概念:全臺灣大概有一百多個即時地震測站,用來做地震速報和預警用途。而地震波是從地震發生開始起跑,假設P波為5km/s、而離震源最近的一個測站是20km好了,4秒鐘起才會有第一筆資料,只有單站來求解,大概只有6秒的解算時間,而且可能還會很不準確,因此這樣的技術可以說是接近目前科技上的極限,如果要再快,只剩找尋地震發生的「前兆」了(但科學上這真的超難)。


全台即地震測站的分布,來源:氣象局地震科普網


而這次的問題,也是因為前面提到的數套發布系統,因為各自都偵測到了地震,或許是沒有把它認為是同一個地震,自動化系統算是各自發布了警報,而且還因為地震發生的位置在海域、測站覆蓋較差的地方,需要修正而重覆了幾次修正報,東加西加的可能原本只有多發個三、四次警報變成有十幾次的警報。


至於為什麼前面說到「海域、測站覆蓋較差需要修正」的理由,以白話來說就是我們若將地震測站們的連線想像成一個「捕魚網」,這個捕魚網的最佳效益就是抓到「網內的地震」,而網外的費率較高…不是啦是誤差會變大,詳情可以看另一個地科粉專「不會冷」的圖文說明:

https://www.facebook.com/gutinhk/posts/3699492040144117

用「捕魚網」比喻地震觀測網偵測能力的比喻說明,紅色三角形代表的是地震觀測站。

 
當地震發生在測網外比較遠的地方,計算上的誤差會比較大。來源:不會冷

總結一下,問題其實就在於:

新增多套系統在電腦程式上並沒有配套好、地震本身的解不好計算,而後者把前者的bug再放大了,氣象局的說法是「會將程式再優化改進」。理論上是可行的,因為只要讓電腦針對同一時間不同地震的判讀多加門檻或加高門檻,不要在短時間連發即可,這點我認為可以再作後續觀察。


對大眾的實質影響多大?

抓寶可夢的阿北是個異例,而且其實他並不算有真的災損。但影響這點真的「不好說」,因為這樣的影響問題會因人而異,阿樹大概蒐集到一些資訊,大致上問題最大的二個點是:


在半夜連發連響還關不掉擾人睡眠

被連發警報嚇到恐慌不知道該怎麼辦


前者不能說「沒影響」,即使大部分的人都放假的日子,相信一定有人還是因為工作要有好睡眠,所以這個警報絕對有打擾到他。後者就更不用說了,每個人的心理承受壓力的狀態不同,一定需要好好的安撫。光是這兩個點,氣象局就應該需要好好的道歉並承諾改進,以回應大眾的困擾。


該怎麼避免此事再發生?該怎麼調整大眾可能對警報不信任的心態?

將第3和第4點一起談,其實前面已經提及氣象局的說法,以阿樹個人對程式與地震知識的觀點,應該不是太難改善的問題,只是因為造成了發布的問題,可能難免會究債到內部人員。我的想法是,「問題有被解決」比「解決問題的人」還重要,畢竟地震預警系統相當重要,需要專業人士來長期維護。


而或許對「理性的」大眾而言,更需要的是對於這個事件有盡可能透明的說法與改善方案,雖然此事涉及比較深奧一點的科學,但並非不能與大眾說明。畢竟科學與公眾參與的連結機會日益增加,而人民亦有「知」的權利,因此我們會期許主事者除了能承諾改善,也能適當的說明給大家理解,比我們更先一步應用地震預警的日本,也會在其官方網頁或新聞上說明地震的觀測或是預警系統的改進方式。又或者是在新冠肺炎的疫情以來,常有官員與專家在記者會上說明科學原理,也是相同的概念。系統可能永遠不會100%完美,但對於知識與防災教育的態度仍需要有的,這乃是阿樹與震識對於地震與防災教育的期待!


延伸閱讀:

氣象局地震科普網:國家級警報來了--地震測報過程

我們為什麼需要「強震即時警報」?警報時間越長就越有效嗎?

地震預警系統誤報?原來是兩個地震來攪局(地震定位的實作篇之三)

異常震域是什麼呢?

地震100問:最強圖解X超酷實驗 破解一百個不可思議的地科祕密





 

2020年12月29日 星期二

滿滿的大屯火山相關科普文一次全給你,花了4年鋪陳的大全集在這邊!

文/阿樹    震識:那些你想知道的震識  副總編輯

自從大屯火山被科學家證實是活火山之後,這幾年只要針對它有新的研究或是發現,就會引發一點新聞熱潮,然後阿樹就會被問到…欸,那個火山會不會噴、那個房價會不會掉?


所以,每回有話題,阿樹就會寫點文章,啊怎麼有這麼多東西好寫?來,我們一篇篇以摘要說明方式看下去!大家若對於說明有興趣,就點進對應的文章吧


首二部曲(大屯「活火山」):

大屯火山是有岩漿庫的活火山,我們該擔心嗎?(2017)

大屯火山是死還是活?(2017)


這兩篇文章主要說明的是「為什麼以前說大屯火山不是活火山,但現在為什麼又說是了?」

其實答案很簡單,那就是隨著科學研究發展的進步,而有更新的看法。這並不是說過去科學比較爛,當代的科學家都會盡其所能的研究,只是受限於科技水平或科學知識的限制而已。就像我們可能會覺得自己小時候很「天真無知」,而不會覺得自己「像個白痴」。


而在一開始阿樹就極力強調:房價從不是大屯火山議題最該關注的重點!更重要的是有沒有對火山有足夠的認識並且建立防災計畫,當時也還未有完整的防災計畫,而這兩篇文章後有附上的一些官方網頁皆已不存在,可能需要再去網頁上搜尋一下相關資訊。


連結(依序)在此:

https://pansci.asia/archives/115211

https://quakeledge.blogspot.com/2017/04/blog-post_24.html



三、四部曲(是有心跳的活火山):

大屯火山是活火山:科學家出來刷存在是危言聳聽嗎?(2019)

你以為的大屯火山是長這樣嗎?(2019)


事隔兩年,新的研究「大屯火山地底下的地震活動有如心跳」出爐,代表又有更多的證據說明火山的活動心,然而在大眾媒體上仍然不見防災建議有所前進。這次阿樹換個角度切入:「科學家為什麼要出來刷存在感」?


另外,我們更加明確的說明火山災害的類型,希望大家可以更進一步的認識火山災害後,思考防災的策略。基本上火山附近主要的災害就是火山熔岩流、碎屑流和火山泥流是最需應變防範的,簡單來說就是和土石流防災一樣,而因為火山可以預警,所以該撤離的時候,就撤離吧!至於細小的火山灰如果飄到你家附近,只能說盡可能少出門、關好窗,以目前人人都有的口罩多少也能阻擋一些!

連結(依序)在此

https://opinion.udn.com/opinion/story/12798/3845874

https://quakeledge.blogspot.com/2019/05/blog-post.html


而同時,阿樹也和泛科學合作拍攝了影片,可以說是不錯的「火山防災懶人包」

影片若失效請點以下連結:

https://www.youtube.com/watch?v=-txj9mD0BaU


而阿樹和親子天下出版的地震100問於2020上市,裡面也有不少火山的單元,希望大家能藉由學習到防災知識,學到與火山共存。看待火山警報的防災簡訊上路,是多一分安心,而不是徒增無謂的擔心(尤其是房價這種假議題)。

火山爆發 災害

火山預警的方式


上圖來自地震100問(博客來連結如下):

https://www.books.com.tw/products/0010855600


如果您還有疑問,歡迎在部落格、粉專、apple podcast底下,以留言或私訊的防式告訴我們。我們希望讓大家對於防災的疑惑更少、安心更多!


(本文為知識整理文,未來亦會在有新的資訊產生時更新本文,對火山知識有興趣的人們,歡迎將此網頁加入你們的書籤中!)


2020年10月5日 星期一

您怕變成國家級邊緣人,但我們卻更怕國家級的狼來了!

在2020年的9月30日,臺灣東北海域發生了一起規模5.9的地震,最大震度是在新竹關西的4級,而接著在10月4日的凌晨臺灣中部也發生了規模4.1的地震,最大震度是在苗栗的3級。 

欸,沒事幹麻提這兩個看起來在臺灣挺日常的地震?
因為,不少看待這兩起地震的網民、媒體和政治人物們,正為了「震度幾級」該發布災防告警簡訊而吵鬧著…詳見以下幾則新聞:

震度都3級 為何僅台北有國家警報(聯合新聞網)
https://udn.com/news/story/7266/4901746
台中4.1地震!民眾未獲手機預警提醒 盧秀燕:改3級就發簡訊(ETtoday)
https://www.ettoday.net/news/20201005/1824665.htm
中市地震4級才有手機簡訊 議員促調降至3級、盧秀燕應允
https://news.ltn.com.tw/news/life/breakingnews/3311956
(其他不及備載略)