當年震央明明在美濃,為何台南災情最慘重?專家一語道破災害真相,所有台灣人都該懂!

2018-02-26 10:32

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這是一套整合性的模型,目標是以電腦來模擬與重建臺灣的中大規模地震,分析震源破裂與三維地震波傳遞的過程。

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震源破裂的模擬,採取「逆推」的方法,藉由遠場(全球世界網的資料)、近場(臺灣本身的地震紀錄)與 GPS 的同震位移紀錄等觀測資料,透過電腦回推出斷層面上錯動量的時間─空間分布。接著利用建立好的震源破裂模型,加上三維地下構造數值模型,便可模擬地震波在複雜構造中的傳遞。

除此之外,這套模型還開發了一個重要的系統,就是即時計算地震學地震報告。

只要 2 秒,超級電腦就可分析完全臺灣 40 萬個格點,找到震源的位置以及所有的震源參數。透過電腦的技術,並在 2 分鐘內把「發震時間、位置、規模、震源機制」全部求解出來,特別是「震源機制」其分析速度,比傳統地震報告系統更快。

黑色線條為台灣各地測站的實際地震觀測數值,紅色線條為電腦模型模擬的地震數值。當兩者高度疊合時,表示該地發生地震,網站會即時顯示震央位置、地震參數等資料。 (圖/即時地震監測系統網站,研之有物提供)
黑色線條為台灣各地測站的實際地震觀測數值,紅色線條為電腦模型模擬的地震數值。當兩者高度疊合時,表示該地發生地震,網站會即時顯示震央位置、地震參數等資料。 (圖/即時地震監測系統網站,研之有物提供)

平常所看到的波形是背景雜訊,但只要地震發生, 2 分鐘後就有完整的地震資訊顯示出來。李憲忠很有信心地說,這套系統在全世界絕對是數一數二的。即時地震監測系統網站每 2 秒就會更新一次資料,民眾皆可上網查詢。

為什麼臺灣能夠辦到?李憲忠說明,由於幅員較小,且政府支持相關研究,臺灣的地震觀測網可能是全世界密度最高的。更重要的是,他們開發了一套完善的軟體來分析地震,並利用中研院地球所內的 256 顆 CPU 進行連續長期監測。

這套地震模型,另有一個領先世界的關鍵:完全採用的「三維」的地下構造來計算。李憲忠說,國外許多研究團隊,都是假設地底下為「均質」或「一維」的構造。雖然這種假設能比較快求出地震大致的模式,但真實自然界並非此種簡單的構造,所以很容易發生誤判或產生較大誤差。

李憲忠則希望利用高精度的地震模型,將模擬結果建立數值資料庫,拿來作為長期的科學研究與防災應用,因此越精確越好。

自然界是一個複雜的三維環境,不是簡單的一維。除非那邊的地下構造很單純──但是我想,容易發生地震的地方,通常構造都很複雜。隨著現在電腦技術漸漸發達,計算三維速度構造的影響,將會變成是個必要且常規的工作。

還原歷史地震現場:1935 年新竹─台中地震

臺灣數值地震模型,不但能精確分析最近發生的地震,還能重建過去的歷史地震,以及探討未來可能發生的地震情境。

歷史地震雖然是過去的事情了,但是透過了解過去地震的發生過程與特性,對未來的防災非常重要。由於斷層面的能量累積到相當程度,可能重新釋放能量,假如我們可以了解它的回復週期與破裂特性,則可更清楚知道如何防範下一次的大地震。

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