叫醒他的不是鬧鐘，是地震，還有讓預警系統更好的夢想——專訪氣象局地震測報中心陳國昌

氣象局地震測報中心大部分同仁得 24 小時待命，主任陳國昌對此指出，「壓力比較大啦！」圖／劉志恒攝
「我不是花蓮人，但我也是每天被地震叫醒。」氣象局地震測報中心主任陳國昌在接受我們遠距採訪時笑著說。
 
這不是開玩笑，而是職業需要！包括陳國昌在內，地震測報中心大部分同仁手機 24 小時不能關，要隨時待命。不過說到緊盯老天爺臉色這件事，整個氣象局不都是如此？他說，如颱風等劇烈氣象變化，在來臨時的確需要動員整備，持續報告與預測，但地震卻沒有時間可以準備，因此相較於其他氣象局同仁，地震測報中心就得隨時在線。
 
「壓力比較大啦！」他一樣微笑著說，中心平時要有三組人負責核心作業，分別是「餘震監測作業」、「發布作業」、「預警作業」，要是發生規模 6.0 以上的大地震，十多位同仁會立即回到崗位，回應來自媒體與民眾的大量資訊需求。
 
對陳國昌來說，氣象與地震測報就是他整個人生。地球科學系畢業後，研究所也接著念地球物理，在大學教了兩年書，之後他就進入氣象局從基層做起，每個職位都歷練過。「我們也不敢講說自己多重要。一個工作既然接了，就想辦法做好。」他說。

陳國昌在接受遠距採訪時表示：「我不是花蓮人，但我也是每天被地震叫醒。」圖／劉志恒攝

地震預警，還能更快？
這次採訪陳主任，是想了解「地震預警」的下一階段發展。臺灣的地震預警發展始自 1990 年，如今已足以出口技術到世界各國，可說是臺灣驕傲。然而對大多數民眾來說，最有感也最好奇的，還是偶爾傳來（或就是不傳來）的「國家級警報」。
 
國家級警報屬於災防告警系統的一環，預設開啟且無法關閉，因此多數人初次收到演練訊息時都會非常驚訝。
有不少朋友可能收過地震以外的告警訊息，例如交通部公路總局會針對道路崩塌等因素，發布「公路封閉警戒」、經濟部水利署在水庫要洩洪時會發布「放水警戒」、農委會水土保持局也會在土石流警戒區發布警戒。不過在各類告警訊息中，只有氣象局的地震速報，以及內政部警政署與國防部負責的飛彈空襲警報屬於「國家級警報」。由於目前沒有防空警報，因此會收到國家級警報就只有在大地震發生的時候了。
 
預警跟預測有什麼不同？簡單來說，「預測」是地震還沒發生，就能夠告知民眾地震要來了，包括在哪個位置、有多大、發生在什麼時間點？目前科學只能針對地震可能的前兆，提供一個範圍內的機率，例如某個地區在 10 年內可能會有規模多大的地震，這無法讓民眾馬上根據資訊來避災，只能種下防災觀念的種子。
預警是在地震發生後，利用密集的測站、快速的計算，得到地震可能影響的範圍，然後在範圍內用「跑得比地震波快」的電訊號，針對有可能發生災損的地區發出警報。能夠爭取的時間並不多，短至 2-3 秒，長至 10 秒以上，但只要能爭取到多一些時間，生命財產就可以增加多一分保障。陳國昌坦言，與其寄望於不知何時有成果的「預測」，「預警」就顯得更重要。

陳國昌坦言，與其寄望於不知何時有成果的地震「預測」，「預警」就顯得更重要。圖／劉志恒攝

 
預警爭取到的逃生時間彌足珍貴，但能否順利逃生也受其他因素影響。陳國昌表示，針對地震發生當下的行為，國際上有很多研究，重點結論是：在民眾有接受逃生訓練的前提下，在地震來臨前接獲預警可有效降低人命損失。以日本來說，只要有兩秒鐘的時間讓民眾提前預警，就能減少 25% 的死亡人數；而能有如此成效，是因為「防災大國」日本不只演習頻繁，民眾的防災意識也高。東京大學的研究更顯示，若有超過 10 秒的時間，超過 8 成以上原本可能死去的人可以活下來。當然，保住一命並不代表完全沒事，或許仍負輕重傷，但總是留得青山在。
 
一份中國的研究則顯示，如果有五秒預警，可以減少 17% 的死亡人數。可見除了逃生秒數的長短外，不同國家的地震逃生率不但與人民的防災教育有關，也與普遍的房屋結構有關。例如日本住家多半是木質構造，因此相對耐震，但火災及颱風豪雨的抗性就較低。反之，臺灣的住家多半是鋼筋水泥打造，大地震一來損害會相對嚴重，因此營建署也不斷提高耐震標準。
 
精進都會區的強震預警、並將現有的地震防災預警服務智慧化，被列為 109 年通過的「前瞻基礎建設計畫」（前瞻 2.0）重點項目。然而預警也不只是偵測到 P 波然後發個訊號到手機那麼單純。首先，測站得要夠密集，不然收到 P 波也來不及傳播；再來，偵測到的訊號得夠清晰，不能受到太多環境變數影響，那麼就得要多個測站收到後再來演算，才比較能掌握地震的規模、位置及可能影響的區域。接下來還得立即傳到正確的基地台、再傳到我們的手機上——以上動作都需要在區區幾秒內完成，而且正確率還要高，才不會產生「狼來了」效應。
氣象局主要做的是區域型地震預警，例如花蓮外海若發生大地震，靠近震央的幾個測站就會快速解算地震參數，趁著地震波侵襲遠方之前，發送警報到位於臺中的我的手機上，這就是「區域型」系統。去年氣象局已經將 10 秒地震預警系統上線，就是說，如果地震發生在陸地(本島或沿海)，氣象局在地震發生後 10 秒內就可以把預警資訊傳到臺灣各地。

圖／氣象局提供

 
你肯定發現了問題：這對震央附近的當地人來說不就沒用？由於破壞力比較大的 S 波每秒約走3.5-3.6 公里，10 秒就是 35-36 公里，因此產生了「盲區」。所以就需要「現地型」地震預警來幫忙囉！當現地的地震儀偵測到 P 波後，便立即判斷會不會有強烈震波跟著來襲，3-4 秒就可以快速反應。如果在盲區內有很多重要單位，像是學校、醫院，車站等人口密集的地方，現地型預警就能補位，讓盲區盡量縮小，但也容易受到環境的雜訊影響（蓋房子做工程啊、大卡車經過啊之類的），造成假警報。
 
陳國昌表示，在地震預警科學中沒有十全十美的東西，要準就得容忍時間花得多、要快就得容忍誤差比較大。兩種預警各有優缺點，也因此可以互補。氣象局的現階段目標是要在北部都會區把 10 秒減少到 7 秒，並且不增加誤差，就得靠這兩型合體。
 
但要怎麼做到呢？陳國昌娓娓道來：首先要在都會地區及鄰近地區擴建 32 座井下地震儀觀測站（也稱「深井站」）、更新現有深井站的儀器設備、升級都會區周邊的 96 處強震站。由於從深井站收到的訊號品質較好，原本需要鄰近 6 個強震站回傳參數，可以減少為 4 個站或更少，一個個小作業平台化便能夠更快完成精準度夠的預估，實際上就是現地型+區域型的複合型。對雙北大都會來說，會造成影響的地震多半從宜蘭或花蓮外海來，像 921 這樣從臺中來的也有。
陳國昌透露，把反應時間壓縮到 7 秒內是目標，甚至 6 秒內也是有可能。不過這需要未來多年的努力。「今年都在鑽井，程式的開發也平行在做。原則上會先以大臺北地區來測試，接著逐年在不同的都會區展開。」
 
地震中心與學界的合作也正在進行中，目標是未來能做到 5 秒內發出預警。目前兵分二路，一組與中研院馬國鳳特聘研究員團隊合作，另一組是臺科大金台齡教授團隊合作。馬國鳳是國際一流的地震研究專家，而金台齡是 AI 與機器學習的專家，兩個團隊分別從地球科學與電腦科學的角度切入地震預警，光是想像我就興奮了起來。
 
但陳國昌強調：地震預警雖爭取到寶貴的逃生時間，但更重要的是大家平常要提高防災敏感度。「有事沒事在心裡想一下」。他也知道，絕大部分的人遇到地震的當下會愣個幾秒等著搖，因此防災意識跟防災動作需要深植人心，思慮要鎮靜、行為要確實，爭取來的時間才不會浪費掉。

 

陳國昌強調，比地震預警更重要的是提高防災敏感度，「有事沒事在心裡想一下」。圖／劉志恒攝
 

國家級邊緣人的成因：為何搖很大卻沒收到預警？

國家級警報作為全臺最強簡訊發送機，難免招惹民怨。有時民眾抱怨沒收到訊息、有時則抱怨收到很多訊息，陳國昌坦言，今年 2 月初，很多民眾收到多重警報，的確是個該避免的錯誤，程式已經立刻修改，不會再發生。更常被問的是：明明地震，怎麼沒有收到？
 
既然是針對大地震的警報，必然有門檻。目前設定是當預警系統預估發生規模 5.0 以上地震，會對預估震度可能達 4 級以上的地區發送。
 
接著來說說細節：所謂「預估」震度達 4 級，如果預估該地區會遭遇 4 級震度，那麼該地區就會收到警報，由於是「預估」，因此就算該地區的某些地方規模不到 4 級，也還是會收到警報。反之，有時候該地區「預估」震度不到 4 級，因此整個地區都會收部到警報，但該地區可能有較靠近震央的地方震度達 4 級以上，民眾就會覺得「明明搖晃得很厲害，為什麼沒有收到？」加上民眾後續看到地震報告，發現自己所在位置的確是 4 級，「國家邊緣人」的感覺就會油然而生。
 
第二種狀況跟電信公司有關。陳國昌說，地震預警系統會把所有該發預警的地區送到 NCDR 國家災害科技研究中心的平台，再發送給不同的電信業者，轉給該發訊息的基地台。有一些基地台並不穩定，可能故障或當機，或是剛好停運。基地台如果發生問題，附近的民眾就收不到訊息，一樣會納悶怎麼沒有收到。
 
第三種狀況是訊息發送的時候，民眾剛好在講電話，訊息進來雖然有聲音，但是因為他正在講電話所以沒注意。而且國家級訊息跟一般簡訊不一樣，過一段時間會消失，所以等電話講完才納悶怎麼沒收到警報。
  
還有一些原因跟手機有關。有一些手機並沒有保留災防警報頻道，例如舊型的手機或是水貨。之所以能定義出上述這些狀況，有時也要感謝沒收到訊息的民眾抱怨，才能查出背後原因。「我們能做的盡量做，也會反映給主管的單位來解決。以縣市政府為參考點的方式，的確有缺點，畢竟有的縣市比較狹長，因此我們已經開始多找幾個參考點來加入預估，總之得持續改進。」陳國昌說。
 

圖／泛科學內製

 

所以我說，那個地震預測呢？

既然「地震預警」可以隨著研究跟技術改進而提升，「地震預測」難道只能是空中樓閣嗎？說到關於地震前兆的預測研究，陳國昌說世界各國都在做，中國做得最多、也做得很早，但做了幾十年發現太艱難，近年也換軌改走預警研究。
 
據他所知，中國歷來觀測的前兆項目有 30-40 種，包括從衛星透過紅外線監測地表溫度，到觀測鸚鵡的行為，需要龐大的人力、物力、財力。臺灣則把焦點放在地震活動本身，一來是本就該觀測，二來這也是重要的前兆。
 
以 921 大地震來說，在 921 發生之前完全沒有跡象，但是地震頻率降低了兩三年，然後突然發生大地震。2018 年 2 月 6 日發生在花蓮的米崙斷層錯動就完全不同，2 月 4 日先有規模 5.89 的前震，爾後一直有密集餘震，衰減慢而且規模都在 4 以上，持續一天多之後，然後發生規模 6.26 的主震。
 
「我們以為前面規模 5.89 的是主震，後來發生規模 6.26 的地震，表示 2 月 4 日的地震是前震，這個規模 6.26 的才是真的主震，之後又有一個多月的餘震。花蓮 0206 地震 相當複雜，到現在還有學者專家在研究當時的狀況。」雖然地表上看到的是米崙斷層錯動，陳國昌說實際上非常多構造在那段時間都發生了活動，影響範圍非常廣。
 
日本 311 地震時也有類似狀況。前震規模 7.3 已經非常大，大家便以為是主震，過兩天竟然發生 9.0 的主震，中間也有密集餘震。

相較中國投入大量資源研究地震預測，陳國昌指出，臺灣把焦點放在地震活動本身，一來是本就該觀測，二來這也是重要的前兆。圖／劉志恒攝
 
就那麼巧，訪問當天是 7 月 16 日，正好遇到花蓮一連串的群震跟餘震。陳國昌表示 7 月 7 日到 8 日 的群震過了之後，「我們覺得應該沒事了」，而且接下來一週只有四次規模 3 點多的餘震；但到了 14 日早上突然爆發一個規模 5.2 的餘震，接著更是一波一波，到採訪當下已經 70 多起。
 
「因此前幾天我們非常注意，餘震非常密集，超過 40 個，我們就想說後面可能會有更大的地震，所以非常嚴密地監測，同仁都加班一直在看⋯⋯但今天早上這波又更密集，50 分鐘內有 15 個，其中有兩個規模 4.7 的，因此一早我們也非常緊張，想說後面是不是還會有。」陳國昌謹慎地說：「但我們看餘震都在規模 4 以下，我們就比較放心了。」
 
也就是說，規模大的餘震是一個重要的指標，如果大規模餘震越多，後面有更大地震的機率就越大，但陳國昌表示這還不算是預測，只能說是經驗。
 
除了地震活動本身，歸納而言，研究預測者在想的，不外乎「地震若發生，應該會怎樣？」的方向去觀測。例如，地震可能會影響地下水，那麼地下水位的變化或水質中稀有元素的變化，就是一個可觀測的指標。同樣的，若大地震要發生，科學家也猜測應該會先有小的破裂產生，破裂就可能產生一些電子、離子，不就可能量測到電流跟電壓的變化？而電在動，就會產生磁，於是也要監測磁場變化。
 
「我們在理論上想『應該可能會產生的現象』，就去觀測。但那麼多的地震前兆，我們一直找不到一個必要的、大地震發生前一定會發生的現象。」陳國昌說，如果在每次大地震發生前，皆能確認有特定物理現象存在，那預測就可行了，但那麼多前兆觀測的結果還是找不到這樣的關係。
 
不過也不用灰心，失敗本來就是科學研究結果的絕大部分。長期觀測對地震前兆研究來說是必要的，先把資料記錄下來，以後若找到關係也可以回溯驗證。就像是現在熱門的物聯網或工廠 4.0，得完整記錄數據，再搭配人工智慧，之後就能預測機械運作的情況，例如多久之後哪顆螺絲會鬆、哪根皮帶會斷裂。
 

地震前兆研究難以突破，對此陳國昌樂觀表示，「先把資料記錄下來，以後若找到關係也可以回溯驗證。」圖／劉志恒攝
 
但麻煩的是，不少「地震奇人」不講科學，抓著一些虛無飄渺的證據就聲稱可以預測地震，為了要駁斥這些人，氣象局也需要準備好科學證據。
 
「早期有很多『預測達人』，這些達人說自己聽到叫聲，然後沒多久就會有地震；或是身體哪裡會痛，接著就會有地震。」陳國昌苦笑著說，這之間關聯沒有科學性，久了大家也不信了。但江山代有奇人出，有些民間預測者學聰明了，明白自己的說法得跟科學有點關係，加點科學感，人們才會相信，於是開始拿低頻地磁的分佈圖，說哪些地方異常，或用各種專有名詞替自己的故事加料。這樣的「一番道理」對一些人來說夠有說服力了，許多達人賺得一票虔誠的追隨者。
 
「這些都是牛頭對馬嘴，我們觀測跟公開這些數據目的不是為了地震預測，但是他們卻拿來做錯誤的解讀，話術也很先進，通常講得模模糊糊，範圍很大，如果錯了，就說『能量轉移了』。」陳國昌說，因為臺灣地震很多包含無感地震在內，每年有 2 萬到 4 萬多起地震），如果「達人」本來預測說地震會發生在花蓮，但後來發生在宜蘭、屏東，甚至是菲律賓、印尼，他們也都可以給出一番頭頭是道的解釋。
 
這樣的胡說八道沒事就算了，要是出事或有人從中斂財詐騙，不就糟糕了嗎？陳國昌說氣象法雖然可以開罰，但門檻很高，更不是過了門檻就可以罰。除了符合所有要素，還要先規勸、警告、糾正，最後才能開罰。通常這些達人會在臉書上說一句「之前可能太武斷了」之類的，就算是反省抵銷了；然而接下來他又可以再次如法炮製，讓氣象局不勝其擾，只能說這些達人的確很懂得如何轉移處罰的能量。
 
「這些預測達人對於科學觀測的解釋都是錯誤的，希望他們的粉絲不要再誤信了。」陳國昌說畢竟人是聰明的，他期望大家都會學到教訓。
 
只是我想就算這些奇人大師錯再多次，信者大概還是只注意說中的那一次。不管信不信，手機收到警報，請大家還是趕緊「趴下」、「掩護」、「穩住」！而我也要對自己說：地震來的時候別總想著發地震文了，留給地震測報中心專業的「報地震」粉絲專頁發吧！
 

針對訪間「地震達人」頻頻「預測」地震，陳國昌表示，希望他們的粉絲不要再誤信了。圖／劉志恒攝
原文轉載自【泛科學採訪文章2021/08/23 】
https://pansci.asia/archives/328811