利用SeisComP建立新一代地震預警系統

宋冠毅¹、陳達毅¹、吳逸民²、Frédérick Massin³、Maren Böse³、John Clinton³

¹交通部中央氣象署

²國立臺灣大學地質科學系

³ETHZ-SED, Swiss Seismological Service, Zurich, Switzerland

SeisComP為世界主流的地震監測軟體，其主要特色為免費、開源且具備完整的地震資料處理流程。自2023年7月起，交通部中央氣象署(以下稱本署)利用SeisComP軟體介接即時地震波形資料以建置地震預警系統(以下稱本系統)。

本系統的資料處理流程包含四個主要步驟：即時資料收集、地震定位、規模估算及全國地震動預估。有關即時資料收集，本系統使用Seedlink來收集臺灣強地動觀測網(TSMIP)的加速度站及外海的海纜觀測站，總計有586個即時站(圖一)。地震定位採用由SeisComP內建scautpick挑波模組及德國gempa GmbH開發的scanloc定位模組來解算地震發生地點。在規模估算部分，本署與蘇黎世聯邦理工學院合作，引入該機構開發的兩套規模演算法，虛擬地震學家(Virtual Seismologist, V.S.)及有限斷層破裂偵測法(Finite Fault Rupture Detector, FinDer)。其中，V.S.為點震源規模預估方法，可快速於震源參數及振幅資訊取得後評估規模；FinDer為線震源規模預估方法，此方法在中、大型地震發生(Mw達6.0)時在估算全國各地地動數值作業上提供相當大的幫助，因為當大地震發生時，以點震源方法描述地震能量難以完全量化，若能快速取得地表破裂資訊，如：破裂長度及方向性等，將可對後續地動預估有極大的助益。最後，則使用蕭乃祺副主任在2007年發表的強地震動預估來估算全國地震的震度狀況。其完整的資料處理流程如圖二所示。

2024年4月3日上午7時58分9.9秒於花蓮近海發生芮氏規模7.2強震，最大震度6強。本次地震，更造成18人罹難、建築物災損紅單達72件、山區出現落石、崩塌等情形，影響臺灣甚鉅。本系統參考本署災防告警系統(PWS)的發送門檻標準。當地震預警系統預估規模達到5.0，且縣市內任一參考點預估震度達4級(PGA 25 gal)時，即會向民眾發送國家級警報通知。在這次花蓮主震發生後，本系統利用V.S.法和FinDer法分別在9至20秒和9至27秒內，對全臺島內17個縣市預估4級以上震度。為驗證結果，經對照本署地震報告後，本次實驗成功預估全臺實際觀測到最大震度4級以上的17個縣市，僅剩高雄市及屏東縣2縣市預估未達4級，預估成功率近90%，驗證本系統的可靠性和準確性。

鑒於上述成果，本署將持續確保系統穩定性及評估效能，期待於未來能藉由點震源及線震源規模預估法，來強化我國地震預警系統效能，提供民眾優質的警報服務及保障人民的生命財產。