2020年7月29日 星期三

你有看過邊地震邊唱歌嗎?如果你沒看過,現在你看到了…

文/阿樹    震識:那些你想知道的震事  副總編輯

2020年7月26日晚間20:52,台北國際合唱音樂節在國家音樂廳正在演出一個莊嚴而優美的樂章,被一陣「強震警報」畫破了一道雜音,不過舞臺上的指揮、合唱團仍無視警報「敬業」的繼續演唱,完成這一次特別的演唱。


影片來源:https://youtu.be/DO3TRkHiqns,30秒左右之後會有地震警報與伴隨的雜音。

阿樹聽到這件事,一瞬間想到是鐵達尼號沉船前樂手一直演奏到最後的畫面,但下一刻卻背上冷汗直冒,因為這件事從防災角度來看,可以說是如賭博一般的防災態度。不過我認為不該怪主辦的台北國際合唱音樂節或是國家音樂廳,因為我相信他們並不是害怕想起來,而是真的忘記了,音樂會時可能的地震威脅。

截自臉書連結:https://www.facebook.com/TaipeiInternationalChoralFestival/posts/4016003955090669
即使如此,「不知道」不能代表無視警報繼續表演是對的,因為這真的是「錯誤示範」。而且,在音樂會後臉書上的PO文,更加不妥當,我指的即是「其實是因為地震不嚴重啦!如果是大地震,應該會馬上逃離...」這句話。很遺憾,即使是有豐富地震知識的人,也不能保證每一次地震開始搖的時候,能立馬分辨出這個是大地震還是小地震,因此當地震搖得小而未躲避的情況,只能說是「運氣好」。

但如果你覺得,「啊可是大地震時大家就會有所反應的話」,我會想說…
 
來源:https://home.gamer.com.tw/creationDetail.php?sn=2415151



(出去,現在)

大家防疫時都愛說「超前布署」的原則,啊防災到底哪裡和防疫不一樣了?

為什麼一感到有地震就要快快躲避?因為,地震波真的很快就來了,地殼中的P波大約是每秒5公里,而S波也有每秒3公里,如果震央離我們很近(20公里以內),大概就是…

[階段1]有地震嗎(剛開始搖晃不大,懷疑了5秒鐘)
[階段2]啊對這是地震!(其實這時不是S波剛到,就是已過去了)
這代表著,即使我們能明確的感受到地震波,但反應時間依然非常短,更不用說身體可能會因為正在移動中、在睡覺等種種較不敏感的狀態下而對地震無感。如果沒有特別發現P波已經過了,而地震又還是很大時,當感受到S帶來的晃動時,一眨眼震度就會達到極大。

可是,不是常說P波主要是上下動、S波主要是水平晃動,不能靠這個來作臨震判斷嗎?

親愛的,跟大家科普P波和S波的特性時,重點應是「如果你有感覺到明顯的上下跳動,那麼強烈建議先去尋求適合趴下、掩護和穩住的地方吧!」如果你真的遇到先有上下動的感覺後,還「痴痴的等」S波來到,那我覺得是我們做地震科普時讓大家誤會了。

總之,千萬不要等、不要想太多,如果覺得是地震,最好還是先進行就地掩避的基本動作,等待一兩分鐘地震過去沒有再搖晃、附近也沒任何人有地震警報之後,才能確定地震真的不大,再繼續原本在做的事。

同時,人體對地震的感受,就跟人類的記憶力一般不可靠,這也是為什麼需要地震儀來幫我們量測震度、需要「強震即時警報」,也就是各位常靠北成為國家級邊緣人會收到的緊急警報。



緊急警報的用意,就是利用通訊技術的速度優勢,提早告訴我們地震要來了。
即使是強震警報能提早通知,但時間仍然很短



以7月26日的例子來看,雖然後續的震度並不大,但這並不能算是誤報,因為地震並非沒有發生,但因為早期預警是用很少的資料所求得的結果,因此震度的評估仍未達準確。而如果我們將有警報的狀況,視為「有可能來的是大地震」,那麼有所因應是必須的。

以前面這個音樂會中途警報大響的情況,雖不致於要立馬疏散人群,但我認為暫停表演並至少就近蹲低(無論是表演者或聽眾)的話,是較為適切的應變措施。尤其是連錄影都可以聽到國家音樂廳水晶燈搖晃的聲音,我不覺得什麼都不做會是最好的作為。
以此地震為例,P波和S波出現的時間差不到8秒,底圖來自中央氣象局網頁,由筆者加註地震波到時示意。


我無意以此批評這場音樂會主辦單位,因為這只是他們剛好遇上的事件,根據社群中一面倒的稱讚此行為,我相信假如換成別的單位,繼續敬業演唱、繼續尊重聆聽,仍會被當成是一種「美德」。(話說隨手google一下又找到另一個例子)

但從防災來看,這明明不對啊!因此,我想需要檢討或是改善的地方或許由此開始,現在開始思考從電影院、演唱會、音樂會、運動競賽等大型聚會時的「防災」工作。如果是由前面所提的情境,場館方除了設置好防震措施,也應事先擬定防災應變的計畫,而「有用」的防災計畫,有賴於「實作」的驗證。正好,不久前才有人做過這件事,那就是2018年,由東京都交響樂團在東京文化會館舉辦的「疏散演習音樂會」。

音樂會的緣起,除了提醒世人勿忘2011年311強震,也為了即將到來(但又延一年)的奧運作準備,讓人們在音樂會過程中演習。首先是讓參加音樂會的民眾知道有演習這件事,但是不會告訴他們確切的時間與情境。而在音樂會的安可曲時,突然燈光暗下,並伴隨地震的音效,待燈光再亮起,廣播除了告知地震事件,也跟聽眾說明場館的設計符合耐震標準,請大家不要驚慌,待場館人員檢查完場館狀況前,請先留在原地,並有工作人員高舉相對應的指標牌。

但這樣沒有練習到疏散啊,所以之後出現了另一情境:「地下室餐廳發生火警」(好啦這也算合理情境),這時就需要疏散了。工作人員也變出了疏散指標牌,搭配著廣播宣導讓大家順利到室外安全處。而這演習的全程,也有防災專家檢核其成效。

當然,我們不能拿演習的標準來看待台北國際合唱音樂節在2020年7/26遇上的地震,但是,這場演習不失為一個幫助我們思考場館或主辦單位考慮防災時該做些什麼,諸如:

  • 場館中的所有設施,包括水晶燈是否符合耐震規範
  • 緊急事件發生時,要如何確保大家的安全
  • 緊急事件發生時,要如何安撫大家的心情,防此恐慌
  • 行動不便的人是否有多的人能協助逃生
  • 有沒有事先準備好疏散的輔助工具或SOP(如告示牌與巡視的動線等等)

而還有一點是超級重要的,即使是東京那場演習都未必能照顧到的事:

  • 演習是演習,到底真正發生時大家會動起來嗎?還是繼續實踐「從眾效應」呢?

偶有聽過有人覺得演習像演戲的言論,但我總覺得,或許這只是因為我們被不常發生、又容易忽略的災害限制了我們的想像吧?就拿運動練球來說吧,平時練習投籃和真正上場不一樣,也不會因此就不練習吧?優秀的球員甚至不只投入時間練習,還會尋求更好的練習,因此我認真覺得,要透過演習建立防災本能,需要的是各種情境下都有演習的經驗。

演習對於參與者而言,是一項重要的經驗,而對於主辦方而言,則是收集資訊與改善流程。不太可能有練一次就完美的演習,但就像練球一樣,從來都沒有練過球,怎麼可能會有天生神力球球空心呢?


延伸閱讀:
震識大小事知多少:該如何逃難?地震震度又是如何分布?
那一天,人們終於想起了地震的恐怖:就在臨震的那一刻
如果強震即時警報還不夠快,有什麼好方法呢?
我們為什麼需要「強震即時警報」?警報時間越長就越有效嗎?

2020年7月23日 星期四

小地震比較多,就不會有大地震嗎?

文/潘昌志  編輯校稿/陳子翔

或許在地震頻繁的臺灣,大家對於地震不陌生,若經常關注相關報導,或是有看我們平常的文章就會知道「地震是一種能量累積後釋放的現象」。不過阿樹就常聽到一個有關地震釋放能量的迷思,那就是「發生小地震好,因為這樣大地震就比較不會發生。」的論點。

為什麼說這是迷思呢?因為這本來就不是必然情況,但在以往少有學者會直接跳出來駁斥,甚至前氣象局地震中心郭主任也常有類似這樣的比喻:「目前今年台灣所釋放的地震能量為〇〇顆原子彈、還有〇〇顆的能量還沒釋放…」。看起來這就像有種嘗試預測地震的意味,但又似乎在研究中少見這樣的統計。因此,為了避免大眾在看待研究產生誤解,我們認為有必要跟大家談談這個主題。
來源:民視新聞yahoo版


首先,地震的能量能不能統計與評估,得從:「地震再現模型」這個重要的概念談起。如果斷層的累積能量到釋放的過程固定,那麼在固定的時間間隔下,應該會發生固定大小的大地震,但是實際上並沒有這種例子。因此Shimazaki and Nakata (1980)提出了二種不同的地震再現周期的模型,一種是「時間可預測模型」,另一種就是「滑動可預測模型」。直接用「人話」來跟大家說明就是,時間可預測代表的就是我每天不管吃多、吃少或幾點進食,就是準時早上10點會在公司或學校上大號;而滑動可預測就是不管怎麼樣,我就是每次只要上大號就是固定排出500g的排遺。現實上是會有某程度接近某一種狀況,但也會有一定量的誤差,而且會因人而異,同樣的斷層錯動的時間與錯動量的可預測性,也是會因地而異。




以排遺比喻的斷層滑移地震預測模型(上半部修改自Shimazaki and Nakata (1980))

回到原先的主題,當「小地震比平常多」時,如果是接近「滑動可預測模型」的斷層,就會因為大量小地震釋放了一定的能量,而使接下來的大地震不會那麼大,或是延遲發生。但必須要先說這是「理想模型之一」,因為這邊說的小地震多,是要到「非常多」才會達到效果,因為如果規模差了2就差1000倍能量,因此以能量來看,要有1000個規模4的地震才能抵1個規模6的地震。至於如果是「時間可預測模型」類型的斷層,其大地震的再現程度就和時間的關聯較大,但和滑動量關係較小,就難以評估它動起來有多大。

  1. 所以,要符合「小地震增加釋放了能量,延遲大地震發生」的狀況,只會出現在以下情況:特指某條斷層上發生的地震現象
  2. 此斷層具有滑動量可以預測模型的特性
  3. 別的因素(譬如地下水壓力)對此斷層的影響較小

但是即使是上述這種特例,都還是會有各測量與計算誤差在,更不用說是更混沌未知的地下構造,因此「小地震比較多,就不會有大地震」這句話,可能只有極小的正確率,其它狀況下它可能就如同丟銅板一般難以準確掌握。

但…假如我們能好好識別出各地斷層或地區的特性,深入研究地底下與分析地震資料,是不是就能找到符合能量規律釋放特性的斷層呢?

這樣的研究是有的,但也常有爭議或是不確定性高。地震研究中有一些針對過去地震所做的統計分析,期望能從規律性來找到答案,而最早找到地震具有規律性的研究,也是由發明「芮氏地震規模」的地震界黃金組合:古騰堡和芮克特提出的”Gutenberg–Richter law”(古登堡-芮克特定律),這也是地震學中少有的「定律」關係式,意思是大於等於某個「規模」的地震和其地震「個數」的規律性:

來源:wiki By Courtesy Spinningspark at Wikipedia, CC BY-SA 3.0, https://en.wikipedia.org/w/index.php?curid=31230752)

接著簡述一下古登堡-芮克特定律(好我知道很難所以直接用粗體幫大家畫重點哦,但這個學測不會考):某個地區、某個時間序列中,不同規模越的地震發生的頻率不同,越小的地震越多,而形成了指數(對數)的關係,其中a、b為常數,a與觀測的時間和區域大小有關,而b值(b-value)則與地體構造有關,中洋脊、海溝、碰撞造山帶、板塊內部(通常是大的陸塊中間)等不同構造特性都有不同的b值。但有些研究也發現,如果長期觀測一地的b值變化,會發現大地震前的b值「時常」會有變小的情況,因此有些地震學家便常試將b值作為一種「地震前兆」的指標。

那麼,b值和本文的主題有何關係?那是因為如果將a值固定,當某個統計時間區段的小地震減少時,b值會隨之降低(因為原先的大、小地震比例改變了),這似乎就隱含著之後可能會有比較大的機會發生較大的地震,以回復到比較穩定的背景b值,正好會得到:小地震變得比平常少、大地震發生機率會提高。如果古登堡-芮克特定律是對,那麼這結論聽起來似乎合理,但背後還是有很多沒提到的科學限制和問題,諸如:
  1. b值是依靠地震資料算出來的,實際上目前的地震儀不可能偵測到100%發生的地震。
  2. 地震規模計算是會有誤差的,而且這種誤差可能很隨機、也可能有難以發現的系統性誤差。
  3. 根據目前研究結果大地震前的b值降低並非必然現象。
  4. 統計區間將影響a、b值計算結果。

所以結論是,如果我們以較大的時間、空間尺度來看,古登堡-芮克特定律是存在的、b值也確實應該有背景值和異常值存在,只是它的起伏尺度因地而異,也可能僅是宏觀的規律,因此目前才會將其作為地震前兆現象的參考之一(強調「之一」很重要,因為它的不確定性高,不是必然之事)。

回到主題,當我們討論「小地震比較多,就不會有大地震」這句話時,雖不能說它必然錯誤,但在句末加上問號,確實是必須的。而談到這邊還是得重申,地震預測的研究並非不能做,可是結果總是遙不可及,即使熱忱滿滿的研究者也只得慢慢做,急不得;因此,現階段的防減災作為和打底的基礎研究(譬如了解地震是什麼),或許還是務實面向得考量投入的。


參考資料與延伸閱讀
維基百科:Gutenberg–Richter law
臺灣西南部由b值探求大型地震回復週期(中央氣象局研究計畫)
Shimazaki, K., & Nakata, T. (1980). Time‐predictable recurrence model for large earthquakes. Geophysical Research Letters, 7(4), 279-282.