第七屆年會分組議題討論會後成果分享

台灣地震科學中心(TEC)為了持續推動地震相關的發展，以TEC CEO為首，羅列出四項關於現在或未來的重要主題，並在年會中規畫以分組討論的型式，讓與會者共同參與討論，會中邀請成功大學景國恩副教授、臺灣大學王昱副教授、中研院地球所黃信樺副研究員為小組負責人，分別為各議題組織成員進行討論。

高解析數值模擬、淺層速度構造

現今以中大尺度速度構造進行波傳模擬，對於長週期震波已可解釋良好，但針對地震工程對於短週期振動之需求，仍須仰賴隨機式方法計算高頻地震波，爾後與長週期地震波以混合法結合。基於上述緣由，欲進行更高解析之數值模擬計算地震波形，將高度仰賴高精度中大尺度速度構造、淺層速度構造與盆地幾何等。這部分工作將須仰賴TCVM模型來提供更細緻、反應淺層速度構造之速度模型，以其進行模擬計算，並與地震工程實務需求交叉比對來投入更多地震工程應用。

多斷層破裂、海外構造

多個斷層進行複合破裂及分段破裂可依據歷史地震與地質學家決定斷層組合(兩個或兩個以上斷層) (例如：Chan et al., 2020)，或以庫倫應力理論推算斷層組合(例如：Chang et al., 2023)，上述目前以陸域構造為主。

海外孕震構造目前以台大徐澔德教授團隊的模型為主，其以具備供PSHA計算的相關參數，後續可再發展海域或海域加陸域的多斷層破裂模式。

測地資料角色

目前測地研究團隊提供以測地資料為基礎評估各斷層之滑移速率，以供PSHA使用。由於測地資料能監測斷層於地震發生前能量累積的訊息，同時偵測無震滑移事件及非彈性變形事件，因此下一階段將包含以下幾個工作：(1)改進斷層模型之計算策略來獲得更加合理的斷層滑移速率；(2)透過斷層模型之建置，提供各斷層幾何參數進一步之約制資訊；(3)嘗試利用應變速率推求地震潛勢。

機率式斷層位移分析與機率式同震應變分析

同震破裂產生的地表位移可依機率式斷層位移分析(PFDHA)進行分析，Gao et al. (2022)已配合2018花蓮地震事件探討米崙斷層上與周遭的位移危害，下一階段可發展全台斷層的位移危害度圖。

目前測地研究團隊已經可以針對特定斷層可能產生的同震地表位移場(景況同震位移場)進行評估，然而景況同震位移場並不足以提供後續防災的實際應用，因此下一階段需要將景況同震位移場轉換為景況同震應變場，並考量各斷層的影響，進行機率式同震應變分析(PCSHA)。進一步也能參考同震應變之研究，推估地震時可能產生地表破裂的位置。

GMPE和高解析數值模擬之比對

數值模擬所產製之波形可計算其對應的反應譜，並與GMPE之結果相互比對，目前可參考大規模地震災害防治計畫中的相關結果，後續可再計算特定斷層破裂的波形以利比較。

以嘉義地區開始精進

配合大規模地震災害防治計畫，地震危害潛勢分析的相關精進，嘉義地區為本期的研究重點。

參考文獻

Chan, C.-H., Ma, K.-F., Shyu, J. B. H., Lee, Y.-T., Wang, Y.-J., Gao, J.-C., Yen, Y.-T., & Rau, R.-J. (2020). Probabilistic seismic hazard assessment for Taiwan: TEM PSHA2020. Earthquake Spectra, 36(1_suppl), 137–159. https://doi.org/10.1177/8755293020951587

Chang, C.-C., Chang, C.-Y., Gao, J.-C., & Chan, C.-H. (2023). Quantifying the probability and uncertainty of multiple-structure rupture for Taiwan. Terrestrial, Atmospheric and Oceanic Sciences, 34(1), 7. https://doi.org/10.1007/s44195-023-00040-8

Gao, J.-C., Chan, C.-H., Ma, K.-F., & Lee, C.-T. (2022). Probabilistic Fault Displacement Hazards along the Milun Fault. Bulletin of the Seismological Society of America, 112(5), 2745–2757. https://doi.org/10.1785/0120210312

在過去數年的研究中，我們已經針對臺灣本島地區陸域活動構造進行一系列的資料整理與分析研究，並利用活動構造於地表產生相關變形對該活動構造的相關活動參數進行約制。與此同時，運用類似方法的研究業已朝海域方向進行，透過整理過往所發表的研究成果與資料，以及利用大地構造變形歷史約制等方法，建立海域構造的可能位置與活動速率、運震週期等資料。然而，與陸域活動構造資料相比，與海域構造有關的地形與地下構造資料較為有限，公開發表的研究資料密度也較為疏鬆，因此在一定程度上限制了海域活動構造模型相關參數的準確性與可推測性。對於陸域與海域活動構造的深度幾何控制，也缺乏相對高解系度的地球物理模型佐證與約束，以致斷層於深部幾何的控制較為不佳，也增加了地質模型的不確定性。因此，為了降低地質模型的不確定性，我們建議應於可行的範圍內增加地球物理資料的觀測密度，降低地下地質與地表地質的觀測資料尺度差異。同時，亦可透過建置地球物理資料統一平台的方式，透過資料平台整合不同團隊於過去所發表、或可開放的地下資料，增加觀測資料的空間密度，以降低未來建構地質模型於地下幾何的可能不確定因素，以進一步整合地表地質調查成果與地球物理勘探之成果。

資料開放的層級

由於數位化與大數據時代的開展，資料的使用與開放成為一項越來越重要的課題，鼓勵資料的開放與交流是國際趨勢，也是加速科學進展與驗證的要素之一。台灣在寬頻地震網(BATS)與地震預警低價位強地動網(P-alert)等開放資料的先驅平台的帶動下，近年如中央氣象署的地球物理資料系統(GDMS)與中研院地球所的台灣地震資料典藏平台(TAPS)也陸續建置開放資料，但仍屬階段性開放，目前主要開放給國內各大專院校的教授學者註冊使用，本小組討論到是否該對廣大的博士後與研究生群體開放註冊，進一步落實開放的精神與促進國內研究交流之便。

光纖地震儀(DAS)的租借與推廣

花蓮米崙深鑽計畫(MiDAS)除結合岩芯與各式地物地化觀測，更引進了新興的光纖地震感測技術，其成果陸續展示出光纖地震儀的可應用性與其在空間上公尺級的高精度優勢，特別在碳封存、地熱監測，以及高解析的斷層帶與水資源探測等應用有很大的潛力。因此在下個階段，TEC儀器中心預計採購與租借光纖地震儀，規劃提供基本資料處理的訓練課程，由於是高單價的儀器，相關運送與維護的安全規章也會一併考量。

資料儲存格式的進展與觀望

隨著密集陣列與光纖地震儀的興起，大數據時代的另一個難題是與日遽增的資料量，因此全球地震社群為因應龐大的資料量，早在過去幾年便開始討論設計新的資料格式，以容納近年地震試驗動輒上百破千的測站數(如PH5)，包含更有效的壓縮格式(如Miniseed3)，經討論認為目前還是會採取主流的Miniseed2.4作為主要資料儲存與交換的格式，並且密切關注新的進展。

人工智慧演算法如何除錯？

人工智慧(AI)如深度學習演算法的應用已經在各領域席捲全球，在地球科學領域亦是如火如荼的展開，在很多方面都有突破性的進展。其中像地震挑波(Picking)建立更完整的地震目錄就是一項傳統但根本性的突破，讓過去需費時數月的人工作業能大幅縮減到數日就完成。但伴隨而來的問題是如何知道結果的對錯？特別是當AI技術開始普及，越來越多團隊都能迅速建立各自的地震目錄時，退去具公信力的機構角色(如CWA)時，該如何驗證呢？本小組進行了有趣的發想，認為TEC或許可以利用三維速度構造與震波模擬，建立一組已知答案的地震目錄，來邀請各團隊來參加盲測他們的AI演算法。其實這在過去南加州建立Community simulation code，以及近期SCEC邀請各團隊來測試不同Stress drop的量測方法的精神相似，一方面可透過比較來開發出更好的演算法/方法，另一方面也能透過各團隊不同的結果討論量測誤差的大小。這或許是將來值得思考嘗試的方向。