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全球最早系統化的地震監測網為1960年代美國海岸與大地測量局(United States Coast & Geodetic Survey)於世界各國建置之世界地震觀測網(World-Wide Standardized Seismographic Network, WWSSN),此地震網目的為核爆監測,從而推測對手的研發程度,屬於冷戰時期的附屬產物。由於世界地震觀測網的建置,提供豐富的天然地震觀測資料,促使觀測地震學領域蓬勃發展。
全球最著名且廣泛應用的地震監測網,是由美國地震學研究機構聯合會﹙Incorporated Research Institutions for Seismology,簡寫為 IRIS﹚建立并持續運作,為各大學研究機構組成的聯合研究中心,藉由蒐 集與提供全球地震觀測資料,致力於地球內部構造研究的課題,主要運作經費來源包括美國國家科學基金會、聯邦機構、大學與私人贊助。IRIS共有128個超寬頻高品質地震觀測站,統稱為世界地震網。IRIS所管理的地震資料,皆透過所屬資料管理系統匯整,提供會員或其他研究人員索取。
臺灣地區的地震監測網,自1897年(明治30年)於臺北測候所設置地震儀開始,到1940年(昭和15年)於臺東新港(今成功)及大武完成地震儀裝設後,第一代的地震監測網正式涵蓋全島地區,自此具有網觀連線的作業功能。此階段主要使用機械式儀器,皆為類比式紀錄,加上放大倍率低,故工作重點僅限於大型有感地震或是災害地震,絕大多數的微震與弱震資料無法紀錄保留。
1963年世界地震觀測網在陽明山鞍部設立觀測站,設備包括三向量短周期﹙0.75秒-1秒﹚及三向量長周期﹙30秒-100秒﹚地震儀,是臺灣參與國際地震觀測研究的起點。1972年開始,中央研究院地球科學研究所籌備處於全臺建立「臺灣遙測式地震監測網」,開始進行弱震觀測,開啟臺灣地區現代化地震觀測。至1989年為止,該地震網計有25個測站,地震儀以類比方式紀錄,感應器為L-4C或SS-1型并配備6242型傳輸設備,主要紀錄垂直向的地震歷時﹙少數測站有水平向紀錄﹚。所有資料透過電話線或無線電傳回臺北同步處理,進行解碼、波相摘讀、地震定位等工作。隨著該監測網之測站數目增加與儀器日趨完備,地震偵測能力大幅提高,地震活動資料逐漸充實。由於此地震觀測網涵蓋范圍完整且靈敏度高,因此可以偵測無感以上之地震且定位精度亦大大提高,平均每年可收錄4,000個以上的地震,藉由這些地震分布位置,臺灣附近板塊運動形態逐漸明朗,即菲律賓海板塊於花蓮外海開始向北隱沒到歐亞大陸板塊底下,以及歐亞大陸板塊於恒春一帶向東隱沒到菲律賓海板塊之下的兩種迥然對立現象。
中央氣象局於1990年成立地震測報中心,并積極執行「加強地震測報建立地震觀測網計畫」,包括擴建地震監測網與建立都會區強地動觀測網兩部分。在擴建地震監測網部分,除將中央研究院地球科學研究所的25個地震站合并,并增加31個測站,使測站數由原有的19個增加至75個外,并全面更新即時監測系統,形成遍布全臺的即時地震監測網,稱為「中央氣象局地震觀測網」。由於測站密度增加與測報系統更新,不僅提升準確性,亦有效掌握每月上千次規模2以上之地震活動,地震規模皆以模擬標準扭力式伍德-安德森地震儀地震紀錄之方式計算。建立都會區強地動觀測網部分,是中央氣象局自1991年起,配合六年國建計畫積極執行強地動觀測計畫,蒐集各都會區不同地層、土壤及結構物之強震資料,提供做為建筑物耐震設計規范之參考。
為提供高品質較大頻率范圍地震資料、研究大型地體構造與輔助現有地震網對外海地震偵測能力之強度﹙如定位、震源參數等﹚,中央研究院地球科學所亦籌組臺灣寬頻地震網,於1994年共完成15個測站,每個測站配置超寬頻與強震感應器,使用24位元紀錄器。觀測網并與中央大學、中央氣象局之寬頻測站合并,將超過50個測站所收錄之資料透過中華電信數據網路專線將資料傳回中央氣象局寬頻資料處理中心,所收錄之地震資料相互即時交換及處理以達到資源共享目的。
臺灣於1994年開始啟用地震速報系統,已安裝完成90個以上的測站,屬於即時性觀測,三軸向、取樣率每秒50點的地動訊號。采用自動定位技術可有效減少處理時間,於地震發震後1分鐘可得到自動定位結果。地震監測網的未來趨勢在於地震預警系統。在地震波尚未侵襲大都會區前,針對重大公共建設如捷運系統、高速鐵路或金融系統之電腦機組,告知強震發生,適時停機或采取必要的防災行動。
中文關鍵字:震央 , 即時 , 速報系統
英文關鍵字epicenter , real-time , real-time digital system
參考資料
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