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Tech
Notes
技術專文

因此，若能開發一套能預估地震的
圖 1、Cooper 所提的地震預警概念示意圖
系統，在地震發生時立刻得知，並
即時預估出地震到達工廠時的規
模，透過自動化系統，立即通報人
員緊急應變及暫停生產，勢必可減
少生命及財產的損失。

地震預警系統的
發展歷史

最早的地震預警概念在 1868 年
由 Cooper 博 士 在 San Francisco
Daily Evening Bulletin 提 出：“A
very simple mechanical contrivance
can be arranged at various points
from 10 to 100 miles from San
Francisco, by which a wave of the
earth high enough to do damage,
will start an electric current over the 美國、日本、義大利、土耳其及墨西 再利用這兩個參數預估地震規模，
wires now radiating from this city, and 哥。同時也由發展初期主要是應用於 目前台灣、日本、及美國的地震預
almost instantaneously ring an alarm 鐵路、高速鐵路、核能電廠、學校等 警系統都是根據上述理論發展。
bell, which should be hung in a high 和公共安全有關之設施，逐漸開放給 地震預警系統主要分成區域型及現
tower near the center of the city…, This 一般大眾及民間企業使用。
地型兩類，區域型是利用散佈於各
bell should be very large, of peculiar
sound, and known to everybody as the 地的地震測站，最接近震央的測站
earthquake bell. Of course nothing but 會先偵測到地震波，經由計算數個
the distant undulation of the surface of 地震預警系統的 最接近震央的測站的最初幾秒的地
the earth should ring it. This machinery 震波參數，即可決定地震規模、震
would be self-acting and not dependent 理論及種類
央位置及震央深度，然後根據和震
on the telegraph operators.” ，但是在那
央的距離依據衰減公式計算震波隨
個年代，尚無技術可以實現他的構想。
以現今的技術能力，並無法事先預 距離的衰減程度，最後再考慮不同
圖1 是 Cooper 博士所提概念的示意圖。
測地震何時會發生，所謂的地震預 土壤造成震波放大效果差異的場址
日本地震災害防治的研究人員 Hakuno
警系統(Earthquake Early Warning 效應，就可推估出距離震央不同遠
等 人 於 1972 年 提 出〝 Strong
System，EEW)是指在地震發生 近的地震震度並發出預警訊息。
earthquake alarm system 10 seconds
before〞，雖然概念類似於 Cooper 的 後、破壞性的震波到達前預先告 區域型地震預警系統的第一個步
想法，卻是首先將 Cooper 概念付諸 警，雖然只有數秒到數十秒的時間 驟是偵測到地震，通常須至少3個
實行的例子。而直至 1982 年，世界 的預警時間，但已足以讓高鐵列車 測站的資料方能確定是地震並估
上第一個地震預警系統〝A Coastline 減速、中斷供應危險性物質、人員 算震央位置，所以區域型地震預警
Detection System〞才安裝於日本東北 疏散、電梯停至固定樓層等措施， 系統的計算時間，取決於震央位置
新幹線。墨西哥隨後於 1991 建立類
以降低生命及財產損失。 附近地震儀布設的密度，當計算完
似於日本東北新幹線的地震預警系統
既然是地震發生後才能提出預警， 成時地震波已傳遞一段距離，此距
SAS（Sistema de Alerta Sísmica）。
為了爭取更多的預警時間，如何 離稱為盲區，表示在盲區範圍內是
台灣則自 1992 年開始逐步建立及整合
在地震發生後在最短時間內計算 沒有預警效果的；通常盲區範圍約
全台地震觀測網，1998 年開始發展地
出地震規模和震央位置變成是主 60~70公里。
震速報系統，2004 年開始發展地震預
警系統，而於 2016 年 5 月開始提供 要關鍵。Nakamura [1] 首先提出計 為了降低盲區的範圍，現地型地震
民眾申請，以簡訊的方式提供地震預 算方法大幅縮短計算時間，Wu和 預警系統乃應運而生，其原理是
[4]
警。 Kanamori 則修正Nakamura的公 利用P波速度(6~7km/s)比S波速度
隨著偵測儀器及通訊技術的精進，以 式，提出利用地震波前3秒的資料 (3~4km/s)快的原理 圖2 ，當測站先
及電腦運算能力的提升，目前有建立 計算τ c (predominant frequency)及 收到P波(破壞力小)時，利用P波的
地震預警系統的國家包含台灣、中國、 P d (peak displacement)兩個參數， 地震內涵，預估出S波(破壞性強)震

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