2019年1月4日 星期五

海嘯預警 台灣準備好了嗎?

圖/不會冷  文/阿樹


這篇文章是人氣地科系插畫家「不會冷」跟震識的合作(其實幾乎都是不會冷大大做的),我們藉由一系列的漫畫插圖來認識一下「關於海嘯預警在臺灣」,請大家在看淺顯易懂的科普漫畫之外,還能進一步認識關於海嘯的科學知識!


 「海嘯侵襲台灣」對於大家來說似乎是很遙遠的事,因為過往海嘯侵襲臺灣的紀錄少…不過,海嘯一來襲可是不得了的事,即使感覺機率不高,我們還是得認識一下海嘯的科學和預警啊!


 「地震後帶來海嘯」可能是近年來大家對於國際上重大海嘯的觀點,然而會造成海嘯的成因有很多,在2018年的1222日印尼發生的海嘯侵襲事件,就與火山和塊體崩落有關。


 和地震造成的海嘯不同,像山崩或是隕石撞擊這種瞬間衝擊力很大而引起的海嘯,它的高度可以到很高很高!


 但海嘯的威脅也不能只光看高度,還有「波長」,大家熟知的大地震海嘯波高了不起就數十公尺,但是波長大就是它的致災關鍵!


更麻煩的是,有些海嘯並不是來自鄰近的沿岸,是跨國性的災害。參考兒海嘯故事演講影片

海嘯=超高海浪?不不不10公尺的瘋狗浪對岸邊的威脅可能不及1公尺高的海嘯。1公尺高的海嘯水量可以淹沒好幾倍的岸邊區域。


所以,建置海嘯預警系統是世界趨勢,太平洋和印度洋更是重點區域,當然,還有經常有海嘯危機的印尼。


 臺灣有海嘯預警系統嗎?不止有,還不止「有一套」,不同的計算觀測方式有助於全面補捉海嘯災害!至於這些系統的緣起和對應用圖,就請參考災防週報


這張圖有點熟悉嗎?如果不熟悉也無妨,總之就是現在科學家已經在嘗試把地震預警的方式用在海嘯預警的可行性。
 而這樣的研究遠比地震預警還難,因為要模擬海嘯還得先了解地震的成因。我們無法擁有上帝之眼「看到」發生的瞬間,只能靠儀器「間接回推」。


尤其是火山活動和山崩產生的震波太複雜,這條路還正在努力的開闢中(歡迎年輕學子投入研究?)


DART是一個利用海上的浮漂來建置的海嘯預警系統,海洋資料或許是目前比較能即時提供海嘯的設備,然而防災是不該只求「有就好」,而是應該盡可能追求更即時、更全面的防護!

2018年9月21日 星期五

九二一地震啟示錄:科學家的課題


文/馬國鳳    《震識:那些你想知道的震》總編輯

副總編按:本文為馬國鳳老師應「科技大觀園主題科學日」團隊邀稿撰文,文刊載於此,在此作微幅的調整與補充。大地震總是難免會帶來傷亡和損失,為此從科學面來看更應盡其所能的將地震所帶來的各種數據觀測徹頭徹尾的研究。因此,雖然九二一集集地震許多台灣人的傷痛,但在地震科學界,也因此地震而有了獨步全球的研究成果;即使我們都不希望再有這樣的強震發生,但卻無法無視自然的法則。從強震中挖掘出更多未知,解決地震危害的問題,便是從事地震科學相關研究的學者畢生職志。接著,讓我們看看集集地震讓學界學習到了什麼?
 
在集集地震後啟動的TCDP鑽井計畫,帶來了重要的科學成果

每到九月,總是讓我們想起1999年的921日的集集大地震,當年地震帶來的災害至今仍讓大家餘悸猶存。在大地震發生後,臺灣不論在地震科學、工程或防災上,都有更深入的推廣及學習,相關的成果也為世界所重視。藉由此機會,本文將介紹近年來由臺灣出發而獲世界重視的斷層動力科學觀測及分析成果。

由於前人睿智的建議,臺灣自1993年開始,由中央氣象局地震測報中心架設了全世界最高品質且密集的強地動觀測網,成為當時全世界唯一在災害性地震發生前擺設完成的強地動觀測網(關請見:台灣發展地震預警的過往雲煙)。因此,在1999年集集地震發生後,此觀測網資料為世界提供了解大規模破壞性地震機制最全面的研究。也透過地震資料分析及其斷層模式反演,以及地表地質的觀測,了解到破裂的車籠埔斷層北段有高達約12公尺的斷層滑移量,及長週期的大滑移速度值。但是在南段雖無太大的滑移量,卻有高頻振動以及高的地震動加速度,這種大的滑移量與滑移速率的整體斷層運動行為也特別受到世界矚目。

由於當時對於地殼應力的理解,是無法造成如此大的斷層位移;因為一直以來,地震工程大多認為係地震動加速度才是造成災害的主因,但此次地震資料也揭露了大地震的滑移速度之週期對大型建物的影響。同時在分析災害行為中,也暗示了地震破裂的複雜動力行為,故集集地震提供了地震科學及工程深切了解斷層大滑移量的物理機制及其災害特性。

由於突破性的科學研究及國科會(現科技部)的支持,2006年開啓了臺灣與美、日、德、義等多國共同參與的世界矚目的國際型臺灣車籠埔斷層鑽探計畫(Taiwan Chelungpu-fault Drilling project, TCDP)。成功的鑽探到集集地震的滑移帶,其厚度約為毫米等級,且含有非常細緻,約為奈米等級的黏土礦物斷層泥,此項鑽探結果也增進了對地震能量分區的理解,也了解到地震動力學的行為是需要地質及地震科學相互的配合。

如上述,集集地震時的高品質密集地震記錄及成功的滑移帶鑽探,提供世界研究地震動力的分析基礎。因此,透過理論力學分析地震運動滑移的時間及空間分佈,研究團隊也得到地震斷層面上的動力學參數,顯示剪切應力在斷層面上分佈的不均勻性,且其斷層摩擦力會隨時間及空間變化的複雜性。

在地震總能量的分析上,藉由集集地震鑽探計畫所得到的斷層泥顆粒及厚度,得出產生此斷層泥的破碎能所做的功。在鑽井後的地球物理井測(分析穿透地層地性質的技術)及溫度量測,分析地震中熱能的耗損,以及鑽探所得的斷層帶岩芯、岩石力學分析等,皆為現在斷層力學中的高引用度文章。

熱能為地震力學中最難分析的數值,在測量中所得斷層帶低摩擦係數,也促使往後世界各國在大地震後進行測量摩擦熱的鑽井計畫(例:2008年汶川WCSD2011年日本東北大地震 J-FAST)。隨著TCDP鑽井計畫成功定義出1999集集地震的滑移帶,研究團隊接著在井孔內安裝現地井下地震儀(臺灣車籠埔斷層井下地震儀「Taiwan Chelungpu Fault Drilling Project Borehole Seismometers Array, TCDPBHS」)以監測發生大滑移量後的斷層帶行為。

地震動力學的研究對了解地震物理行為,如起始、傳播和癒合至關重要,斷層滑移的物性關係是地震震源動力描述的關鍵。科學深井鑽探計畫,也提供了難得的機會觀察斷層深處的破裂,因此也了解到1999年集集地震的物理環境:(1)在彈性張量儲存以及釋放之處,也就是巨大的錯動破裂面上取出一段連續的岩心剖面;(2)在高速大滑移量區採樣;(3)確定斷層帶內的物理條件(應力、孔隙壓力、溫度)。之後所設置跨斷層帶的現地井下地震儀,也提供了斷層帶動態變化的近距離觀測資料,以了解大地震後斷層帶的構造及變化。       

雖然1999年集集大地震造成大規模的災害,但由於在地震發生之前,已密集架設的強震站也提供了對集集地震進行廣泛研究的機會。因此,此項寶貴的資料除了促使世界關注高質量的近斷層資料,也提供了機會給地震學和地震工程師能更全面了解破壞性地震的災害特性。近地表最大的滑移量可達約12公尺,緩傾構造為科學鑽探提供了獨特的機會來了解大滑移量的斷層物理特性。

透過此項計畫,研究團隊發現微米級的滑移厚度是集集大地震的重要證據;由現地溫度測量得到的低摩擦係數也是解釋在地殼斷層是強或弱的悖論的重要發現;透過跨斷層現地井下地震儀的多年觀察,研究團隊持續努力透過近距離地震觀測資料揭示斷層帶的動力學。

從最近的研究中發現,透過動態觸發,斷層帶可能被區域或遠距離的地震影響,導致速度與應力異向性的變化,進而在大地震後,與世界上的斷層帶可能有遠程的連結;透過大地震後斷層帶的現地井下地震儀,研究團隊可以近距離觀測斷層帶行為及其隨時間的演變情形,獲得第一手資料,並瞭解地震的誘發行為。

地震科學不只是科學研究,它與民眾、社會及國家經濟都有重要的關聯。隨著對地震科學前瞻研究的投入,研究團隊在幾年前再次結合地質及地震科學,成立臺灣地震模型(Taiwan Earthquake Model, TEM),瞭解臺灣的斷層及孕震特性,尤其斷層震源破裂的物理特性,藉由分析其地震波傳遞特性來了解臺灣各區域的地震危害潛勢。而地震危害潛勢分析以及未來希望獲得推廣的全震源時間及空間的地震景況與情境模擬,除了有助於地震工程及政府相關法規的推展外,亦對產業面對的地震危害有更先進的風險管理,以降低下次災害性地震帶來的風險(地震如何致災?科學家如何知災?我們又該如何防災?)

臺灣位於活躍的板塊活動區,地震的發生是必然的。因此在科學面上,研究團隊希望臺灣可為世界帶來更多先進的觀測及前瞻性的科學研究成果;同時,也希望透過地質及地震科學的研究,整合相關領域,提供政府及民間甚至產業更多的地震防災資訊及知識,並透過科普教育的推廣防災知識。研究團隊已為此建立了 「震識」部落格(https://quakeledge.blogspot.com/),以透過社群網站提供正確的地震地質及防災知識,使地震科學教育更加落實。

(本文由科技部「主題科學傳播」團隊策劃執行)
責任編輯:郭啟東/國立中山大學



2018年9月19日 星期三

那一天,人們終於想起了地震的恐怖:就在臨震的那一刻

文/阿樹 《震識:那些你想知道的震事》副總編輯

(接續標題)可是,沒幾天又漸漸的被遺忘…

就像漫畫進擊的巨人第一話的情節一般,地震防災的困境,並不是人們不知道有地震威脅,而是很容易就忘了…直到下一次電視上再瘋狂播送,或者是自己遇到,才會問:「對喔,地震來時該怎麼做才對…」

身為地震知識推廣平台,理所當然也要分享給大家地震防災知識,不過有許多的地震防災作為所強調的點是「觀念」而非「做法」,難以用SOP的方式提供給大家。換句話說,我能提供的是「我個人的做法」和「為什麼這麼做的理由」。當然,我的做法法並不一定百分之百適用在每個人身生,但藉此能知其所以然,在遇到急難時才能有所變通。

臨震時:不同的情況、場合有不同的做法

阿樹最常被朋友問到的問題是「地震來到底該不該跑、什麼時候該跑」,我想這問題可分成幾個狀況:

  • 在公司、學校裡突然間就搖了起來,而且還蠻大的感覺…

這種情況沒有什麼好說的,就是先找掩避躲再說,原因有二:
1.多數情況我們不知道搖晃會不會越來越大,如果是離我們很近的強震,根本是不會有站穩的機會,當身體開始有明顯感受可以確認是地震(震度起碼已達2級)後,數秒內就會達到無法站立的程度,這種情況下還想做「關瓦斯、開門、再躲好」的一連串動作,幾乎是不可能做到的。
2.大地震來時,你永遠不會知道下一秒有什麼東西會倒下來砸到你,因此確實做好頭部防護甚至躲桌下是將受傷風險降到最底的方式。而若沒有穩固的桌子時,至少也選擇最近的柱子、遠離易倒的櫃子矮牆等地方。

如果是比較小的地震,也將會在很短的時間內就結束,即使躲到桌下也一下子(數十秒內)的時間,不過以我個人的經驗來說,多數情況下大概只有我會有嘗試躲避。
以上面這張921的加速度隨時間的變化影片來看,中部地區許多地方從有感覺的綠色(震度3級)到粉紅色(震度五級之間的變化速度不過十幾秒,時間真的非常短暫。

可是,大家都沒動作只有我一個人躲看起來好像有點蠢…

至少阿樹我就不覺得這件事蠢,花幾秒鐘可以讓自己減少災害風險是再簡單不過的道理,最起碼,把性命和羞恥心放在同個天平上我覺得反而才是蠢事。
阿樹個人覺得,真的遇到需要避難時,才不會想什麼看起來很蠢,只是如果有更好的桌子的話,不建議選這種折疊桌,這只是示意照…

  • 那麼如果是在煮飯、在洗澡或是在睡覺時突然有地震來怎麼辦?

確實,不同的情境下會有不同的做法,如果是煮飯用火,確實把火源瓦斯關掉是當務之急,在過去許多在用餐前後時間發生的大地震,火災是主要的二次災害。而無論是洗澡、上廁所等比較難馬上離開現場的情況,倒也不用太著急,當然也是選擇靠近穩固處、避免掉落物為首要指導原則,並活用手邊的物品。如果你問我「睡著是該怎麼辦?」我會說:「那就起碼讓自己睡覺的地點,不要有掉落物的威脅!」不過這點屬於事前預防,我們稍後再說。簡單來說即使是睡著的情況,我們都應先預想遇到地震的應對方式,正因為我們無法確知地震發生的時間,才需要去預先設想不同情境。
  • 網路上不是有說什麼「生命三角」、「防震床」之類的東西?有用嗎?

這問題也是阿樹在不同場合都很常被問到的,生命三角的論述是基於「整棟房子倒塌時,很多生還者是從某些堅硬物與倒塌物的三角空間救出」而發展出來的理論。但這樣的論述有許多問題,譬如:
1.沒有考量全面的統計數據
2.沒有考量地震情境的多元性(包括震源特性、建物強度)
3.太過強調「最好的選擇」

當然,也有專業的防災專家曾對此提出看法,在此就不多羅列說明。但從這個例子我們發現,多數的防災倡儀者會因為地震情境太過於多元,無法提供大家「完整SOP」的防災建議,只能提醒大家如何評估出「相對較好的選擇」。因此,若有某種倡議是「這樣做就對了」的武斷說法,我會建議「想一想和以往防災建議是否有衝突,再決定要不要接受」。

至於防震床,阿樹覺得是有夠獵奇的產品,許多內容農場還十分推崇,令人感到不可思議…
來源:https://youtu.be/7rWrccMjNGE
對於這項概念產品(我不太想相信這個會真的有賣),我只提出兩個想法:

1.翻開近代台灣的地震史,有多少比例的房子是應聲全毀的?如果多數「正常」的房子有這麼脆弱,我們再來考慮這產品。如果要考量偷工或不肖建商的問題,應該是要從根本著手解決的。

2.睡覺習慣是否會把手腳掛在床緣?這樣一來會不會被這種自動化設備先弄受傷(我想到絕命終結站…)?還有更多意想不到的情境是這種概念產品無法處理的。

對於防震來說,臨震時的想法很簡單,就是「盡其所能穩住自己、不讓自己被壓到砸到」,而實際上我們多數能做的事,都是在「事前的準備」上。

事前準備:我們能做的,真的是多不勝數

在談準備前,我們先做個不專業的調查:

您覺得您家的房子遇到大地震時穩固嗎?要怎麼確定?
您有準備防災避難包或者是相關用品嗎?
家中的櫥櫃等傾倒或掉落會造成危險的家具有固定好嗎?

如果以上三個問題,您曾想過二題以上並思考或實踐相關作為,我「個人覺得」您至少是很有防災意識的。當然,或許有些人對於以上的問題還是很難想出一個自己也覺得適用的答案,在此我也繼續提供我的想法和做法。

前面提到像生命三角、防震床的迷思,其本質是出於大家對「房子會不會倒」的恐懼,因此最直接的事前準備,就該是「確保自家的耐震能力」。這方面雖非阿樹的專業,但可以提供一些查詢的方向和準備:
要直接有個查詢系統是有點難度的,因為建物主要是依當年的耐震法規來蓋,不過因此我們可以將年份作為第一個考量方向。
資料來源:國家地震工程中心網頁--安全耐震的家
譬如比較重要的幾個關鍵年份如1974、1982、1999、2005的前後,耐震的標準都多少有一些的差異,並不是說越老的房子越危險,而是說當年的科學知道的沒有現在多,因此較老的房子或許可以請專業的土木或營建相關專家以現在的角度重新評估。當然,包括本站之前所提過的「地振動強度的可能值」,雖然現在才剛起步,但這未來也是該逐漸納入考量的概念,至少,我們希望在潛勢高、可能發生震度較高的地方,能有更完善的考量。
台灣地震潛勢圖2015版,來源:taiwan earthquake model
第二是建物型式,這部分也是要仰賴專業,但如果今天我是個外行人,要如何切入了解呢?或許我們可以先研讀一下營建署網站上可看到的耐震設計規範與解說,進而決定是否要尋球進一步的諮詢。舉例來說,在附錄的「耐震工程品管」中有提到一些現今審查時的原則,如儘可能採用簡單、對稱及規則之外型,或是使用較短之跨度及較近之柱距,這也意味著我們如果看到不對稱、挑高或是對柱體大小數量距離有疑惑時,就可以尋求土木或建築專家提出疑問,不過裡面有涉及許多專業術語,真心覺得還是很不安的朋友,直接請人來評估檢測最快。另外,還有一個專門評估「街屋」這種常見的老屋型式的街屋耐震網,如果型式是符合該網站的,可以試著輸入參數計算,算完也可以評估是否需要進一步檢測,自己的屋子自己顧!

避難包的部分,個人覺得這是會有個人需求差異的問題,絕對是沒有百分之百正確答案。舉例來說,在城市地區的食物與一般性藥品的準備比重就不若離都市較遠的地方重要,然而居家中的長者,在震後如果缺乏水電、個人或慢性病藥物的需求,就可能也該納入防震包的考量,甚至家中有平常陪伴如親小孩的毛小孩們,是不是也能照顧到他們?因此在本文阿樹對避難包只有最簡單的兩點建議:

避難包是讓你度過災後什麼東西都缺的兩三天用的!
避難包”不是”讓你去「防震」,而是預防止你之後的不便和困擾!

不一定要做得像日本有一堆很新奇厲害的防災食品、用品(但我真心覺得他們這方面的產業真的很有規模),但至少要準備一些自己必定會用上的東西。進一步的防災包討論由於涉及各種災害情境,這部分我們在近期另一篇防災演練的情境討論中會再提到。

固定廚櫃,阿樹個人覺得這應該是目前所有地震防災做為中,唯一可以稱得上是SOP的工作,以過去常見情況看來,只要震度大於五級的情況搖個一陣子,很多東西就會掉滿地,因此至少利用簡單的工具將笨重的書櫃、衣櫃、電視固定在牆上,一來可以在地震時減少被砸到或是家具傾倒困住的風險,二來也可以有效減少災損。至於實際的做法還是非常多元,無論是高貴但美觀一點的系統櫃、再平價一點的瑞典家具也有鎖上牆的工具,或者是更簡單的利用角鐵加矽利康等材料自行固定,只要做的確實,起碼都比完全沒做來得好。當然也有租屋族因房子或房東因素沒辦法鑽鎖牆壁,那就只好用比較簡單的防震措施或是調整家具的擺設(起碼不要讓衣廚有壓到睡夢中的自己)。

身為地震科普知識傳播者,還是期待能讓大家知災、防災,終極的目標是希望大家除了能主動「問問自己可以做什麼」,也能藉由各種知識的累積後,「想想自己能做什麼」。

2018年7月10日 星期二

如果你知道怎麼做好防颱準備,也該要知道怎麼做好防震準備


文/阿樹     《震識:那些你想知道的震事》副總編輯
 
阿樹來說前言:本文雖然並不是單純跟大家談地震,但防災的思維是大同小異,我們若可以預先做好颱風防災,同樣思維下一定也能為地震防災做些事。

當颱風快來時,大家會怎麼做?

先查人事行政局網頁有沒有放假
(應該很多人存到我的最愛or書籤裡了吧?)
純截圖人事行政局後自己惡搞的圖片
不是啦,先看氣象局的颱風潛勢機率再決定我們要如何因應,其實近年來在許多媒體、網路與科普人士宣傳下。雖然嘴巴上常罵氣象預報不準,但由於我們已漸漸習慣這樣的呈現方式,即使颱風預報可能會有些誤差,但我們至少知道它侵台的機率高、發生的可能性高,而我們也知道颱風對我們會帶來哪些危害或是不便,進而提前做出預防措施。
颱風潛勢和常見表示方式的說明示意,取自阿樹的地球故事書

決定了隔天或是晚上停班停課、颱風來襲的可能性很高,接下來就可以擬定計畫,因為屆時風大雨大、就不要再出門去公司檢查了,「門窗有沒有鎖好鎖滿?」「防淹水的沙包閘門有沒有放置妥當?」「排水是否堵塞?」「怕水的重要文件電器有沒有做好預防措施?」有的時候過去曾有沒做好而受災的紀錄,這時就可以借鏡用來擬定對策,當然別人發生的情況也可以拿來一併思考。

再想遠一點,如果颱風不幸滯留的話,「差旅有沒有可能延期?」「會議有沒有變數?」「活動有沒有備案?」這類產生的問題雖然不是「災害」,但也是一種衍生問題,先做好因應,就能降低不便。

這類的思維還可參考單信瑜老師在個人臉書提供的建議:
https://www.facebook.com/hsinyu.shan/posts/10156562682454507


颱風防災和地震防災有什麼類似之處?

地震雖然沒辦法做到像颱風或降雨一般的預報,但如果把時間尺度拉長,利用統計和科學方法,一樣能得到發生的潛勢機率,只是這個尺度是三十年、五十年,把時間拉長的用意是因為科學上還無法掌握更短周期的不確定性,所以會需要更長尺度的評估。但是,防災絕不會因為時間拉長了就無能為力,而是需要調整一些做法。

五十年的最大地振動評估,最直接的應用就是建築的耐震設計,若相關單位能依此有計畫的實施耐震評估補強,提升房屋的韌性,雖然平常不會看到效果,但在地震來時就能達到減災之效。或許我們很在意地震到底會不會發生、到底何時發生,但事實上許多建物的設計都需要讓它至少使用五十年(法定年限),因此設計時考量五十年某個機率以上會發生的事件,就是一種預防措施。
未來各地區發生震度達五級(0.23g)、六級(0.33g)以上的機率的情況

或許有人會問說:那麼我的耐震設計做到更高不是更好?確實,但前提是這得花上不少錢。因此在全國適用的規定下,訂出個基本措施、優先處理震度高潛勢區、人口密集處等高風險區,可以說是考量未來可能遇到震度的「最低標準」。而如果我們有能力,做得比最低標準高當然是好事,但前提是要有能力,有許多新建住宅也會標榜其耐震、制震能力,相對的也提高了成本,並非人人都能負擔得起。那和我們前面提到基本的預防措施就是兩回事了。
我們也曾被問過,如果是自家房子想評估耐震怎麼辦?很抱歉這方面的問題不能光靠地震領域,還要跨到工程領域,阿樹只能提供營建署老舊住宅耐震安檢專區的連結,裡面有政府對住家耐震安檢的規定和補助,也有相關單位的資訊。阿樹不確定這樣的作為是夠還不夠,若有朋友有實際經驗,也歡迎大家分享。
取自此表截營建署老舊住宅耐震安檢專區


長期的地震防災準備,還能做什麼?

簡單舉幾個阿樹會做的事,其實不外乎是一些常提到的:
  • 櫥櫃固定於牆上
  • 減少家中懸吊物的風險
  • 平時就備有防災用品和食品等
  • 常待的地點必須事先想好防災逃生路線
  • 不要覺得防震演練很蠢要好好的思考做法用意
  • 知道各種地方情境(客廳、臥房、浴室、廚房、辦公室)該第一時間怎麼應對
以上是平時就可以做的事情,如果大家已經有了自覺,知道自己所處的地方具有地震風險潛勢,那麼就把覺得可以做的防災做為先做好,防災專家告訴大家的多半都是大觀念,更需要大家因地制宜的舉一反三,就如同我們已經熟悉颱風災害的處置一般,熟悉地震帶來的問題,因應與面對,我們可以擔心做得不夠多,但沒必要過度恐慌,更怕的是只喊著怕卻裹足不前!
延伸閱讀:

2018年6月6日 星期三

講錯了,才沒有「芮氏規模9.0」的地震!


文/阿樹     《震識:那些你想知道的震事》副總編輯
現在,我們在報章雜誌或新聞媒體上,已經比較少看到將規模、震度搞混的情況。(阿樹表示欣慰)

至少,媒體上漸漸少有如「9.0級地震」的錯誤,多會正確的說明為「規模9.0」。不過阿樹也發現到有另一種新的誤用方式出現:將規模9.0的地震說成「芮氏規模9.0」的地震。

對,這樣的說法有問題,因為根本不會有「芮氏規模9.0」地震!真的不存在這樣的東西。
所以不要再隨便亂加「芮氏」了好嗎?芮克特都要從墓裡跳出來打你囉~~
用"芮氏規模9.0"去google大神查了一下新聞,發現其實錯用的地方真的還不少,當然,不止有9.0才有錯,還有許多用錯的例子,這邊只是舉一部分來分享。

怎麼會是誤用?地震規模的完整全名不是『芮氏地震規模』嗎?
或許因為是最早使用的地震規模為芮氏規模,所以許多人會理所當然的以為規模前面就是要加個「芮氏」才嚴謹。的確,如果是臺灣島上或是周邊的地震、資料來源又是中央氣象局,幾乎九成九以上是以芮氏規模表示地震的規模。但是,如果是去美國地震調查局USGS的網頁上查詢地震,就會是「地震矩規模」,縮寫也會是Mw,至於它的原理,我們在先前的文章更「先進」的地震規模算法?已經提過。

芮氏規模的縮寫則是MLL代表的是區域(local),所以又稱「近震規模」,而就如其名所示,當初芮克特所發明的芮氏規模,是有區域限制的,當初是用來評估加州的地震,而後才被大家廣泛使用,當然,要讓它能泛用其實也經過一番的修正歷程,在另一篇文章課本沒教的芮氏規模中也寫了芮氏規模的來龍去脈,在此就不贅述。

而最常見的誤用,就是在討論某一個地震時,把上述這兩種地震規模直接比較、或是混用等等,這種情況最常見於大地震。譬如規模9.0的地震,以芮氏規模的做法是做不出來的,把芮氏規模比喻成一把15公分直尺,它在不用筆來做記號輔助的情況下,最多只能測量到15公分,大於15公分的物體只能「知道它大於15公分,量不出真正的長度」。一般規模7以上的地震,芮氏規模和震矩規模已經有比較大的落差,到了M7.5以上就飽和了,所以Mw=9.0的地震,ML可能只有7.5左右而已。

所以,當你聽到「芮氏規模9.0」一詞,代表的就會是:
這句話一定有什麼誤會!通常這樣大規模的地震,會是用其它方式算出實際的規模值,譬如震矩規模。
 
因為真的看了太多奇怪用法,忍不住借了蝙蝠俠一用。
產生器在此http://web.airic-yu.com/program/image9/batman.html
另一種誤用:在討論歷史地震的時候
《震識》也常見有歷史地震的文章題材,其中不乏有許多是在地震儀問世之前的紀錄(多半是18xx年或是更早的地震)。國內相關研究在表列科學家經過考證歷史後求得的地震規模,也有明列出MLMw的例子,如臺灣地區歷史地震文獻資料庫。但以這個例子來說,為什麼要列出兩種不同的規模值呢?這和研究古地震的方法有關,如果是利用地質資料設定斷層參數模擬斷層錯動引發地震,那模擬出的地震規模,意義上就會是地震矩規模Mw。但台灣地區歷史地震資料的建置一文中的研究方法中,是以近震(芮氏)規模ML來建立經驗公式,因此該研究就將一開始求得的Mw轉成ML。所以同時表列兩個不同的規模值時,反映了地震學家在面對不同問題時所採用的研究方法。

不過從上述的介紹我們可以發現,當我們是「以斷層的參數回推地震情境」的情況時,其真正意義就會偏向是震矩規模,所以多數時候如果是科學家利用地質與古代文獻資料重新估算古地震的規模時,比較具有物理意義的方式還是以地震矩規模為主,畢竟我們也沒辦法以芮氏規模的定義憑空得到地震波的震幅值。當然我們也可以用另一種思考方向:如果古地震的規模值是一種間接求得的估計值,那麼或許直接說「地震規模」或是「規模」不失為一方便又不失科學精準的方法。

可是幹麻這麼計較用法?寫錯又怎麼樣?
其實阿樹在意的並非在字句上的錯誤,而是這背後的「誤會」,譬如:

認為地震規模前面一定要加上「芮氏」才對(地球科學冠名大賞?)
認為地震規模只有一種,那就是芮氏規模(又不是銅鑼灣只能有一個浩南…)
誤解「發明」地震規模表示方式最初的用意:評估「不同地震」的「大小」,不是拿來給大家比不同單位誰算得比較準用的。

對於一個科學用語「只知其名,不知其理」時,並不能說我們懂了這個用語,今天的文章並非單旨在「正名」,而是跟大家說說為何規模有不同的「名」的理由

奇怪欸!誰知道有兩種地震規模氣象局發布地震報告也只說芮氏規模啊!
對啊!如果地震矩規模就不會有太大測不出來的問題,為什麼大家不改用地震矩規模當作表示法就好?弄得這麼複雜,不是更混淆大家嗎?

似乎是如此,但因為科學本來就是個不斷修正的過程,百年前發展出來的知識,可能有些是現在還能用來解釋的科學,但也有些是需要調整修改的。但純科學的討論易,行政的實行難(別忘了中央氣象局不止是有學術,還是個政府機關),阿樹簡單的揣測之中的幾個問題。
  •  地震速報的時效要求甚高,運用地震矩規模的方式會拖慢不少時效。

不過這問題應會隨著科學和科技進步而改進,以日本的例子來說,東日本大地震一開始的規模低估也在日後上修。然而修正更新本身就代表著有重複的資訊,會不會造成混亂呢?
  • 如果要改成地震矩規模,那要多大規模以上的才要採用?

先看看國外的例子,美國地質調查所是以規模3.5作為基準,3.5以上的皆採地震矩規模發布,至於日本,則是在2003年也重新定義並公告自己的地震規模計算方法。那我們要怎麼做,才能兼顧?阿樹的看法是,這需要一些科學研究和討論,去定義出最適合我們使用的地震規模。
  • 過往的地震報告要不要全部砍掉重練?要怎麼比較國內外的地震規模?

假設技術上可行了,也還是會遇到這個問題,前者是會造成麻煩和費事,後者則是需要再多些時日進行科普教育。

但無論如何,未來追求即時且精準的計算地震規模應是一種趨勢,或許日後會有更好的方法呈現,但本文最後還是想強調一下:

除非是科學家或官方告訴你,他們使用的是「芮氏規模」,否則講「地震規模」或「規模」就好了!

參考文獻與延伸閱讀
鄭世楠、江嘉豪、陳燕玲,台灣地區歷史地震資料的建置,中央氣象局