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第六章中央氣象局地震測報作業程序簡介
第六章、中央氣象局地震測報作業程序簡介
交通部中央氣象局
劉坤松、吳逸民

一、 引言
二、 現行測報業務
三、
地震消息發佈作業程序
四、
地震消息的傳遞路徑
五、
討論
六、
結論
七、
參考文獻

一、 引言

中央氣象局地震測報中心成立於民國七十八年七月一日,其前身為本局之
地球物理科,而設立該中心之主要目的乃在加強對台灣地區的地震活動之監測工作。由於台灣位於歐亞大陸板塊與菲律賓海板塊交界處,地震活動甚為頻繁,加上近年來經濟建設迅速發展,各大都會區人囗密度提高,高樓大廈林立,大幅增加了地震災害的潛在危險,因此成立中心所代表的時代意義及其所肩負的任務更顯得異常重大。
為加強台灣地區之地震監測功能,本局於成立地震測報中心後隨即積極執
行「加強地震測報建立地震觀測網計畫」,除將原有十九處地震站的垂直動地震儀汰換成三向量之地震儀外,並陸續增建三十一處三向量地震站,六處深井站,並接收中央研究院地球科學研究所及中正大學之地震站,使得即時地震監測網的站數達到71站,其站址如圖一所示,此計畫大大提升了台灣地區之地震測報功能與精確度。
除積極擴建台灣地震監測網外,本局為配合國家建設,自民國八十年起開始執行「強地動觀測計畫」,截至八十五年度止共計設置了自由場強震站六百二十一站,位置如圖二;另外完成四十三座結構物強震監測系統的安裝工程,並將繼續增設。如此龐大地震網所獲取之地震資料量,不僅可提供工程單位從事耐震反應譜設計,肆應重大工程防震設計所需外,經由整體資料的研究與分析亦可提供各地區震度模式之基礎,對於日後強震速報系統乃至強震預警系統的發展,都是不可或缺的。
本局自八十一年七月起與美國紐約州立大學合作,著手建立一地震資料庫,並於八十三年元月正式啟用,提供國內外各界各種地震資訊服務,此服務系統設置的主要目的在於蒐集各類地震資料並有條理地加以錄存,而使用者可以透過現今便捷的電腦網路,簡易而且快速地取得所需之資料,達到資訊充份交流,加速研究工作的目標。
為深入瞭解台灣地形變化與地震活動的關連性,本局自八十二年度開始設置永久性的衛星定位追蹤站(簡稱GPS站),至八十五年度共完成十四站,此大地衛星測量網可長期調查全島地殼變化的概況,並可經由與地震發生時序之比對,預期台灣未來地震活動之趨勢,從而建立地震預測之能力。

二、 現行測報業務

本局地震測報中心現行各項地震測報業務如下
1 即時監測台灣地區之地震活動
本局即時地震觀測網每日二十四小時連續監測台灣地區之地震活動,除例行地震定位工作外,並發布有感地震消息。就地震活動特性與地震危害分析而言,即時地震觀測網所蒐錄的地震資料為其基本資料庫,目前亦已被學術界廣為運用。
2 都會區強地動觀測網資料蒐集
自由場強震站主要以台北、新竹、台中、嘉義、台南、高雄、宜蘭、花蓮與台東等九大都會區為設置地點,結構物強震監測系統則選擇在不同地質構造條件下具有代表性之大型建築物與橋樑為安裝對象。目前由地震測報中心人員每四個月一次至各站蒐集強震資料,以提供學術界及工程界使用。
3 加強地震資料整合服務與推廣應用
目前該中心固定於每日地震定位工作完成後,立即將即時地震監測網所蒐錄之地震觀測資料存入地震資料庫,不久後將逐漸納入自由場強地動觀測網和結構物強震監測系統所蒐錄之強震資料,以及大地衛星測量網蒐錄之地殼變位資料。
4 持續全球衛星定位系統測量觀測
大地衛星測量乃運用衛星定位科技,以連續監測記錄方式量測測站站址之高程及水平變位,除可長期調查全島地殼變化的概況外,對於台灣未來地震活動之趨勢亦可有先期性的瞭解。
5 委託國內外相關學術機構從事研究工作
為落實地震資料與強地動資料之應用,透過委託研究計畫方式,與各學術單位合作,增進本局強地動觀測及資料處理作業能力。

三、地震消息發布作業程序

1近地地震消息的發布作業程序

(1)依即時作業系統資料處理,如即時作業系統資料不全時,視實際需要補入資料,再重新定位。
(2)收集各地震站地震震度報告。
(3)依據即時作業系統資料發布地震報告,如該系統有問題時,應另行核算並重新定位。
(4)將地震報告傳真各新聞媒體、防災救災單位、上級單位、學術團體、本局預報中心及有關氣象站等。
(5)將地震報告張貼公布,並分呈局長、副局長、主任秘書、地震中心主任、副主任、課長。
(6)四級以上地震應先以電話報告主任、副主任、課長,再由直屬主管視實際需要報告主任秘書、副局長、局長。
(7)修改年度台灣地震調查統計圖表。
(8)繼續監測可能發生狀況,隨時報告上級。

2 遠地地震消息的發布作業程序

(1)獲知遠地地震訊息時,先查閱地震帶與震央附近歷史地震資料。
(2)將所有獲得資料與綜合研判結果呈送觀測課長、副主任及主任審核。
(3)視實際需要再發布遠地地震消息,並張貼公布,必要時分呈局長、副局長、主任秘書、中心主任、副主任、課長。
(4)繼續監測可能發生狀況,隨時報告上級。

備註:

(1)災害性地震,由中心主任或副主任統一訂定發言內容後,由課長以上人員發言。
(2)其他一般地震消息,以實際結果得由中心人員答詢。
(3) 一般民眾有關地震知識,由中心人員回答,如有疑難先與中心主任與副主任洽商。

3. 有感地震報告的發布作業程序

利用現有即時地震監測網71站中,原傳輸地震信號之電信專線尚有4800 baud之傳輸空間的46個站,將其強震信號即時傳回,構成一即時加速度地震觀測網,據以作為有感地震的觀測及未來預警系統的發展;對有感地震報告的發布步驟如下:

(1) 檢視RTD震度資料確定無誤,利用傳真存轉(名冊060),先將震度傳真各單位!

(2) 俟正式地震報告定稿後,仔細檢視確定無誤,依序傳送地震資料到資訊中心服務系統,傳真存轉及其他相關單位。

備註:

(1)地震報告發布以局屬氣象站【有人站】單站有感3級(含)以上或兩站2級(含)以上為原則。

(2) 地震報告發布以局屬地震站【無人站】單站有感4級(含)以上或兩站3級(含)以上為原則。

(3) 地震報告若有四級(含)【所有地震站】震度時,務必告知預報中心電話錄音166及167。

(4) 上班時間發布地震報告後,即告知課長、兩位副主任及辛副局長並電話通知局長室。

(5) 非上班時間發布地震報告【有人站單站有感3級(含)以上或無人站單站有感4級(含)以上】後,通知課長、兩位副主任及辛副局長。

(6) 臺北三級(含)以上或有災害性地震務必由副主任〔無法聯絡時由課長或值班人員〕向局長報告。

四、地震消息的傳遞途徑

  中央氣象局地震測報中心近年來,積極投入地震自動定位之研發工作。目前已經可以在地震發震後約一分鐘內,得到電腦自動定位之結果。我們進一步將四種消息傳播管道與自動地震定位系統相結合,從而建立一個全自動化的地震資訊傳播系統。這四個消息傳播管道為電子郵件、全球資訊網站、檔案下載伺服器及電子傳呼系統。透過這些消息傳播管道,國內的用戶可於地震發生後約一分三十秒獲得地震消息。這些消息傳播管道目前已經上線測試中,將來經評估後,可提供救災單位使用,進而增加地震時緊急應變之能力,以下分別介紹此四個消息傳播管道。

  1. 電子郵件 即時加速度型地震觀測網,為一群個人電腦所構成之區域網路。當地震發生後系統會蒐集地動訊號並加以處理計算,所得的結果再藉由通訊埠傳送(楊玄周和楊玄彰,1995)到網際網路的電腦主機(VAX/6520),再由VAX/6520主機對使用者發出電子郵件(Wu et al., 1996)。
    目前所傳送的資料除了基本的震源參數(位置及規模)及各地震度外,本系統還計算各地區的地表最大加速度(PGA),將台灣地區的震度圖以文字的方式傳送到使用者。
  2. 全球資訊網站(World Wide Web, WWW) 本中心為求將地震消息以多管道的方式公佈給社會大眾,除了使用傳真方式之外,並選擇以全球資訊網(World Wide Web, WWW)作為地震消息的發佈管道之一。全球資訊網可以同時儲存文字、圖片、聲音、影像等資料,並具有快速資訊交流及雙向溝通的特點。因此,WWW為目前網際網路上最具有發展性的資訊發表平台。本中心全球資訊網所使用之伺服器為昇陽公司(Sun MicroSystems)的Sparc10,記憶體有128MB,伺服器所使用的軟體為NCSA的HTTPd 1.5.2版。
    地震發生後,即時加速度型地震觀測網會在短時間內,將自動定位之結果儲存成文字檔及圖形檔,並藉由網路將檔案傳送到本中心的全球資訊網上。因此,一般民眾可在短時間內,初步瞭解地震發生位置及各地震度等參數。當中心人員以人工方式重新定位後,正式的報告也會再傳送至全球資訊網,並取代先前自動定位的報告。
    全球資訊網除了能成為地震消息傳播的管道以外,也可以加強成為提供地震資料及地震防災宣導的媒介,這二個方向的服務也是本中心全球資訊網今後注意的目標。目前地震中心全球資訊網的位址為:http://deca.cwb.gov.tw/。
  3. 檔案下載伺服器(FTP Server) 檔案傳輸協定(File Transfer Protocol, FTP)是網際網路上最被廣泛使用的工具之一。FTP站可以提供大量檔案供人下載(down load)。因此,我們也選擇FTP站做為地震消息傳遞之管道。本站所使用之伺服器為昇陽公司的Sparc 2,存放的資料以已發表的有感地震報告為主,內容有英文報告、中文報告、圖形影像報告和地震相關參數等。本站為不具名(anonymous)之FTP站,因此,任何人不需要在該主機擁有帳號,只要簽入(login) "ftp" 即可進入並下載資料。
    在不具名的ftp目錄中,除了標準的子目錄bin、dev、etc、lib、pub外,另外還有bg5txt、mapgif、pha、rapid四個子目錄。在ftp的母目錄下有rapidbg5.txt、rapidmap.gif和rapid.pha三個檔案,其內容分別為最近一次發佈的地震之中文報告、圖形報告及其相關參數。地震發生後,自動定位系統得到結果後,先以FTP方式將這些檔案上載;等正式報告出來後,工作人員會再將正式報告的檔案上載,以取代自動定位的報告。bg5txt子目錄中存放過去(1997年以後)的中文地震報告;mapgif子目錄中存放過去的地震圖形報告;pha子目錄中存放過去的地震相關參數;rapid子目錄中存放過去的自動定位英文地震報告。目前地震中心FTP的位址為:ss2.cwb.gov.tw。
  4. 電子傳呼系統(Pager System) 電子傳呼系統於近年來廣泛的被國人使用,使用人口仍在急速增加中。目前的電子傳呼系統已由數字型顯示發展到中文顯示。電子傳呼系統屬無線通訊,訊息傳輸迅速且不受空間的限制。因此,本中心也選用電子傳呼系統發佈地震消息。目前中文顯示型電子傳呼系統可傳送20個中文字,勉強可以將簡化的地震消息有效的傳遞出去。
    此項功能已測試完成並準備上線中,其主要的做法是在地震觀測系統電腦的通訊埠,加裝數據機與電話線連接(如圖三)。當有感地震發生後,系統會將所觀測的結果,以20個中文字表示並寫入一檔案,以本研究撰寫的軟體將檔案的內容利用modem撥號送出。此軟體為使用TURBO-C語言所寫成(吳逸民、陳承俊、蕭乃祺,1997),其主要的功能是利用modem所使用的AT指令,將消息以撥號的方式送到中華電信公司的電子傳呼系統,由其發出傳呼訊號。
五、討論

  目前本局地震消息之發佈主要以傳真方式,且已由早期的對單一用戶方式改為對多個用戶,也就是利用中華電信公司的傳真存轉服務。對多個用戶的傳真方式已經可以有效地縮短消息傳遞的時間。但是傳真存轉目前仍須由人員操作,無法與地震觀測網直接結合,而構成一個全自動化的地震資訊系統。因此,本研究採用了四種流行的消息傳播管道與地震觀測網相結合,這四種管道為電子郵件、全球資訊網、檔案下載伺服器及電子傳呼系統。這四種消息管道之前三種是建立在網際網路上,主要的考量為使用的人口越來越多,而且以後必會成為資訊傳播的主流;而另一考量為在網際網路上可以完整明白的將消息表達。對於使用電子傳呼系統,其考量為擁有大量的使用者且消息傳遞迅速。對於這四種消息傳播管道之優劣,分述如下:

(一) 電子郵件:使用電子郵件傳遞消息,對網路使用者具有主動告知的特性,可以傳輸大量的資料。但是其使用者必須事先建立網路地址於本中心電子郵件之伺服器中。因此,本傳播管道較適合政府之防災及研究單位使用,比較不適合一般民眾之使用。

(二) 全球資訊網站:是一種被動的消息傳遞方式,此方法可以很清楚友善的讓使用者得到消息,而且使用的對象不受限制,非常適合提供給一般民眾使用,但其缺點為當網路忙線時傳輸速率降低,耗時較久。

(三) 檔案下載伺服器:也是一種被動的消息傳遞方式,此方法可以比全球資訊網站更快地將消息檔案下載。使用的對象不受限制,也適合提供給一般民眾使用。其缺點則是在使用上較不友善。

(四) 電子傳呼系統:是本文探討的方法中,最快速的消息傳遞方式。其具有主動性及不受空間的限制,只要使用者佩戴呼叫器,在台灣地區都可將消息傳達。電子傳呼系統為對多個使用者的通訊方式,訊息由無線電發出後,只要同一頻率的接收器都可以接收到消息。但是,其最大缺點為目前傳輸的消息容量太少,以中文顯示型而言一次傳輸只能傳送20個中文字。因此,並不能很有效地將所有訊息一次完整的傳出。

  將消息傳播管道建立於網際網路上雖然很好,但是它為固定點的傳輸,機動性及使用的層面難免受到相當的限制;電子傳呼系統則充分的掌握迅速及機動性,但其缺點為傳輸的資訊太少,而未能充分完整的將消息傳遞出去。這幾種管道各有其優缺點,聯合使用則具有互補性。因此,本文認為最佳的傳遞方式為:以電子傳呼系統先告知有地震消息及初步結果,如需要更詳細消息,再到我們的全球資訊網站及檔案下載伺服器抓取資料。對於緊急應變的機構,除了由我們發出電子郵件及電子傳呼訊號外,這些機構還可以主動檢查本中心之檔案下載伺服器,若有新的資料即可立即下載,以掌握時效。除了這四種傳遞方式以外,本工作小組正積極建立與傳真回傳系統相結合,以服務到更廣的使用者。

  本文中所發展及討論的消息傳播管道都為有線(網際網路)或半無線(電子傳呼系統)之傳輸。有線的傳輸系統於強震來襲時,有可能因震動過大而遭受破壞。因此,未來有必要發展無線的消息傳播管道,以避免遭強震破壞,尤其是未來要發展的地震速報系統(Lee, 1994; Lee, 1995; Teng et al., 1994; Teng et al., 1995; Teng et al., 1996; Shin, Tsai and Wu, 1996; Lee, Shin and Teng, 1996)。在世界各國中目前唯一從事地震預警成功的為墨西哥的系統(Anderson et al., 1996; Espinosa-Aranda et al., 1995a; Espinosa-Aranda et al., 1995b),其系統從野外訊號的傳輸,到預警消息的發佈,都採用無線電的通訊,其消息傳播系統值得參考。未來除了考慮利用無線電通訊外,利用衛星傳輸(Mueller et al., 1995)也是值得評估的。

六、結論

 

  以減少災害的觀點而言,正確且快速之消息傳遞可降低地震後的二度災害﹔就有感地震而言,民眾有知的權利,而中央氣象局有告知的義務。在此前提下本研究建立了電子郵件(E-Mail)、全球資訊網(WWW)、檔案下載伺服器(FTP Server)及電子傳呼系統(Pager)四種與地震觀測系統相結合之自動消息發佈管道。由於這幾種消息傳播管道的加入,將來對消防、救災等單位提供地震消息將更能掌握時效性,對一般民眾也能提供多元化的地震消息取得路徑。

七、參考文獻

吳逸民、陳承俊、蕭乃祺,1997:地震消息發布管道的開發與探討。中央氣象局研究報告第CW86-1A-14號,台北,45頁。
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Wu, Yih-Min, Tzay-Chyn Shin, Yi-Ben Tsai and William H.K. Lee, 1996: Software for the Taiwan Rapid Earthquake Information System. (Prepare for IASPEI Software Library)

圖一、中央氣象局即時地震監測網
圖二、中央氣象局強地動觀測網
圖三、地震消息的傳遞途徑