星鏈於北極斯瓦爾巴群島寬頻地震站即時資料傳輸之應用
古進上1、郭陳澔1, 2、管卓康2
1中央研究院地球科學研究所
2國立臺灣大學地質科學系
星鏈(Starlink)是由SpaceX公司推出的一項衛星網路計畫，其目的是建立一個全球性的衛星網路環境，為世界各地提供高速的互聯網連接服務。該計劃透過在地球低軌道部署大量的通信衛星，其範圍覆蓋全球，因此能提供更廣泛及更可靠的衛星網路，尤其對於偏遠或是缺少基礎網路設施的地區更是一個重大的進展。斯瓦爾巴(Svalbard)群島位於挪威北部的北極圈內，是地球上最偏遠且極具挑戰性的地區之一，由於該地區長年被冰雪覆蓋，加上每年只有短暫幾個月的永晝時間，因此一些我們日常生活習以為常的必需資源，在這地區都是一種難得的奢侈，例如電力、網路等。
一年中冰川表面開始融化並逐漸消融的時間稱為冰川的融化季節，若冰川的融化季節比積雪季節長，那麼冰川可能會經歷長期的衰退，導致冰川水大量流入海中，進而對海平面上升產生影響；因此監測及研究冰川融化對於理解氣候變化對冰川的影響非常重要。藉由安裝寬頻地震儀以捕捉冰震發生的數量，可有效地監測冰川的融化情況(如Gajek et al., 2017; Köhler et al., 2022)。此次實驗在波蘭哥白尼大學的工作站附近安裝寬頻地震儀，其站址位於斯瓦爾巴群島西側的Kaffiøyra海灘上，工作站附近的Aavatsmarkbreen冰川也是產生冰震的主要來源(圖一為空拍機記錄到的冰川崩塌影像)。這也是台灣首次利用星鏈進行地震資料即時傳輸，其天線會主動搜尋經過的低軌道衛星訊號(圖二a)並隨時自動轉向，進而提供穩定且高速的衛星網路；搭配在樹莓派上所開發的程式及處理流程，能夠同步接收地震儀資料，同時主動將資料流推送至台灣，並與既有的系統(SeisComP)整合。2023年8月已成功地測試利用星鏈將即時資料傳回台灣(圖二b)，未來搭配更完善的電力系統(太陽能及風力)，對於冰川的即時觀測將有極大的幫助，也從而有助於更好地理解斯瓦爾巴群島氣候變化的影響。
圖一、(a)為Aavatsmarkbreen冰川崩塌時空拍機所拍下的影像，可看見海面上因冰川崩塌所產生的能量波傳遞；(b)為Aavatsmarkbreen冰川崩塌初期的俯視圖。照片為顏一勤所提供。
圖二、(a)星鏈低軌道衛星通過波蘭哥白尼大學工作站上空即時狀態之範例，圖上正中央綠色圓點即為工作站位置，綠色圓點內的數字則代表目前可使用衛星之數量；白色字體（STARLINK）則為測站上空附近之低軌道衛星位置，可使用之衛星則以紅線與測站相連，此圖取自Starlink 網頁。(b)星鏈即時傳輸所收錄之冰震三軸向波形範例。
參考文獻
Gajek, W., Trojanowski, J., & Malinowski, M. (2017). Automating long-term glacier dynamics monitoring using single-station seismological observations and fuzzy logic classification: a case study from Spitsbergen. Journal of Glaciology, 63(240), 581–592. https://doi.org/10.1017/jog.2017.25
Köhler, A., Myklebust, E. B., & Mæland, S. (2022). Enhancing seismic calving event identification in Svalbard through empirical matched field processing and machine learning. Geophysical Journal International, 230(2), 1305–1317. https://doi.org/10.1093/gji/ggac117