地震預警系統該上路了

文/郭雅欣 提供/科學人

「緊急地震速報:××縣地震即將發生,強烈的搖晃即將來臨,請立刻準備避難。」在日本發生規模9.0大地震的3月11日,許多民眾在搖晃來臨之前,紛紛收到了這樣的簡訊;NHK電視台在東京發生強烈搖晃的一分多鐘之前,就在電視畫面上播放警報訊息;也有民眾的電腦螢幕自動跳出警報視窗,倒數著地震來臨剩餘的秒數。收到警報的人們藉著這短短一分鐘或數十秒,關瓦斯、關電源、打開門、找合適的場所避難,大幅降低了財物甚至性命的損失。

這是日本的「緊急地震速報系統」,從2003年開始測試,2007年正式採用,民眾可以透過手機、電視、廣播、戶外大型電視螢幕,甚至自動販賣機上的跑馬燈等各種管道,獲得地震預警資訊。身處地震同樣頻繁的台灣,為什麼我們沒有這樣的預警系統?

台灣也能做地震預警

事實上,中央氣象局早已在2004~2009年的「強地動觀測計畫」中,完成了預警系統技術ML10,這套區域型的技術利用P波傳遞速度比S波快的特性(P波波速約6.5公里/秒,S波波速約3.5公里/秒),以及遍佈全台灣的100多個強震儀(accelerograph),當最鄰近震央的3~5個強震儀受到P波觸發、證實為地震後,系統會先收集10秒的震波資訊,再據以計算震央與各地震度,整個過程約花費18~20秒,對距離震央50~70公里外的地區,理論上可以做到預警的效果

不過,台灣的國土不大,50~70公里涵蓋的範圍可能就高達台灣面積的1/3,加上震央位置常常很接近都會區,正如氣象局局長辛在勤發表在氣象局網站上的短文所言:「預警時間非常短甚至沒有。」對於50~70公里以內的「盲區」,國家地震工程研究中心的林沛暘團隊開發了現地型強震即時警報系統,與區域型系統不同的是,每個現地型的警報器都是獨立接收P波訊號、判定震度,並直接發出警報,它不和其他警報器互相整合訊息,也不需計算震央位置,因此可在P波到達後數秒內就提出警報,林沛暘說:「雖然現地型的系統無法倒數地震來臨的時間,但針對離震央較近的區域,可以在最短時間內發出警報,彌補區域型的不足。」

另外還有一種稱為「P波三秒」的預警技術,是由台灣大學地質科學系教授吳逸民研發,只需從數個測站擷取P波觸發後三秒內的資料,就能算出震央位置、規模,發出強震警報;同時每個測站都具備即時警報的功能,將現地型與區域型系統的優點結合在一起。

以技術層面而言,台灣的強震儀分佈密度是全世界前幾名,與美國、日本在伯仲之間;利用ML10技術計算震央的位置,誤差可控制在5公里左右,震度的正確性也有90%的機率可控制在正負一級以內,加上現地型的輔助,理論上做出地震預警系統應該不成問題。但是為什麼台灣人民卻沒有像日本民眾一樣,可以從各種管道獲得地震預警的資訊?

缺乏整合魄力

原因之一在於政府的決策魄力。日本政府為了不重蹈1995年阪神大地震的覆轍,以2003~2007年的一項五年計畫開發緊急地震速報系統,除了投資50億日圓於預警系統技術的開發,也包括了後端的實用化部份,「他們從一開始就知道,預警系統最重要的是實用化。」曾在2008年參訪日本預警系統的國家災害防救科技中心助研究員吳秉儒指出。

日本政府在這項計畫中,成立了「即時地震情報利用協議會」(REIC)這個民間組織,成員包括產業界代表、通信業者等,研發各種客製化系統所需的技術,包括如何讓手機接收警報(只有某些型號手機有這樣的設定)等各種通訊管道,並且發展出商業模式,REIC的成員可以向財團法人氣象業務支援中心購買氣象廳的地震資訊,加值處理後再提供給使用者,並向使用者收取費用。

因此,日本的五年計畫結束時,不但預警技術成熟,通訊管道也一起完成。相較之下,中央氣象局同樣以五年的時間進行「強地動觀測計畫」,但在缺乏政府跨部會整合的力量下,這項計畫只著重於預警技術,對於如何進入民眾生活,卻沒有什麼作為。

台灣目前有幾項以推動地震預警系統為主的研究計畫,其中之一是國家實驗研究院自2009年開始的「強震即時警報系統推動研究」,由災防中心領導,結合了國震中心的現地型警報系統、氣象局的區域型警報系統,由國家高速網路與計算中心負責評估通訊管道,目前正在做幾項測試性的推動。他們與台北市芳和國中、宜蘭國小合作,除了替學生做防災演習,也在幾間教室裝設跑馬燈、廣播系統等,當氣象局發佈地震預警,或是現地型警報器偵測到地震時,就會發出警報給師生做防災的準備。

參與該計畫的吳秉儒表示,未來會繼續與各類型應用單位合作進行測試。他們正和高鐵及台鐵等軌道運輸業者研討合作的可能,也接觸保全業者,因為預警系統最終應該結合到住宅管理規劃中,在收到預警時,立即自動把門打開並關閉電源、瓦斯,電梯也可以立刻停在最近的樓層將門打開,避免乘客受困。林沛暘指出:「三菱電梯在日本都裝有地震預警的應變系統,原裝進口到台灣的電梯其實也可以裝,只是法規和消費者沒有提出這樣的要求。」

然而,研究計畫終會結束,如果政府不出面主導整合、應用,研究單位再多的努力,最後也只是船過水無痕。日本政府是從中央最高層級,推動下層的各部會、研究單位甚至民間組織來推廣預警系統,相較之下,台灣靠的是下層的研究單位以薄弱的力量,盡可能做些測試,來向政府證明系統可行,至於會不會真的落實,還是只有「盡人事,聽天命」。

民眾準備好了嗎?

民眾的防災意識不足,是另一個重點。當災防中心的副執行秘書李維森被問及台灣為何沒有地震預警系統時,他反問:「如果你現在收到地震預警資訊,你知道自己該做什麼嗎?

地震和颱風等其他災害有一項很大的差異,就是地震隨時可能發生,你可能剛好在家裡,也可能在學校、工作場所、捷運等各種不同的空間,在每一種空間的避難方式都不同,而我們鮮少意識到,現在身處的空間如果發生地震,我該做什麼?在缺乏成熟的防災態度下,預警資訊可能只會引起騷動、恐慌,不該離開建築物的人慌慌張張往外跑,或是造成無謂的推擠、傷害,因此李維森表示:「貿然提供民眾預警資訊,其實也是一種風險。」

防災教育除了倚賴學校,更要設法深入一般民眾生活。在同樣地震頻繁的美國加州,南加州地震中心建立了一個稱為「ShakeOut」的地震演習活動,在2010年有790萬人自願參與,依照該活動提供的地震防災守則「Drop, Cover and Hold On」,在自家或辦公室演練。台灣教育民眾防災資訊的網站或文件並不少,像是中央氣象局的「地震百問」、教育部的《防災教育教材》、國震中心的《安全耐震的家》等,但更需要「ShakeOut」這類實際演練,才能讓民眾牢記正確的防災觀念與避難步驟。

以目前的台灣社會而言,不但民眾缺乏防災意識,各空間如百貨公司、大賣場等的業主,也鮮少能夠在災害發生時,臨危不亂地組織起空間內的人避難。日本強震發生時,東京迪士尼樂園內正有七萬多名遊客,都是經由工作人員引導到安全的地方避難,有部份遊客因為電車停駛無法回家,甚至被安排住宿在遊樂園裡。美商賣場好市多的貨架是固定在地板上的,貨物以大塑膠布包著,並設計有防止貨品掉落的網子。反觀台灣的各行各業,在防災規劃上遠遠落後。

以正確態度看待預警系統

更大的問題是,如果真的有了預警系統,台灣的民眾能理解並接受嗎?會不會覺得預警來得太慢?會不會在不準的時候抱怨連連?參與氣象局預警系統發展的地震測報中心技正蕭乃祺強調:「預警系統有科學上的極限。」研究人員正努力縮短預警時間,但P波從震央傳遞到強震儀、收集資料、計算、再把資訊傳遞出去,每一步都需要時間;收集用做計算的資料越多,得出的結果就越準,但花費的時間也就越長,這是必須取捨的。以日本這次的大地震為例,第一報在震後約17秒左右算出,規模只有6點多,準確度並不佳,氣象廳是到了第四報(大約震後30秒)才對外發佈。

此外,預警的準確度也不可能達百分之百。正如李維森所言:「沒有百分之百正確的計算模型。」事實上,日本在預警系統正式啟用後,也曾發生過幾次預警錯誤,發佈了規模8的預警結果卻沒有發生地震,或是預警規模與後來發生的地震不符。「日本民眾也會罵,然後氣象廳出來道歉並承諾改進。」李維森說:「但是就這樣了,他們不會把問題無限上綱。」

「報錯怎麼辦?」這樣的擔憂讓氣象局等各單位的工作人員飽受壓力,態度往往保守。李維森強調:「防災文化應該是雙向的。要讓工作人員有勇氣發佈訊息,民眾應該抱持理性而包容的態度。」畢竟任何的防災資訊都是出於善意,是為了保障民眾安全,幫忙把損失降到最低。而民眾應該對預警系統建立正確的認知,不是所有的地震都有辦法預警,尤其在離震央越近的地方,預警時間越短,而正確率也絕不是百分之百。

日本的強震震醒了台灣人,引起許多反省與討論的浪潮,李維森說:「災害管理中有個很傷痛的名詞,叫做『機會之窗』。」意思是指當災害發生時,防災就有機會獲得民眾的關注與重視。雖然我們並不希望總是要到災害發生時,才了解防災的重要,但至少應該在現下這扇機會之窗打開時,確實檢驗我們自身極度缺乏防災觀念與規劃的事實,不要讓這扇窗在幾個月後、新聞退燒時,又默默關了起來。

(本文由科學人提供,原載於科學人2011年第110期4月號)

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