
臺灣位處板塊交界,地震始終是社會必須共同面對的日常風險。(圖片來源Shutterstock)
臺灣位處板塊交界,地震始終是社會必須共同面對的日常風險。地震無法事前精準預測,科技能做的,是在震波抵達前爭取短短數秒,在災害發生後快速判讀可能受損區域,也在災後檢討制度與工程標準,讓下一次應變更快、更準確。
從地震監測網、P波偵測、現地型預警儀,到災損推估模型、地理資訊系統(Geographic Information System, GIS)、無人機勘災與建築耐震資料整合,地震防災已逐步形成一套以資料與系統為核心的運作架構。本文受訪專家國立臺灣大學地質科學系暨研究所吳逸民特聘教授、國立中央大學地震災害鏈風險評估及管理研究中心詹忠翰副主任、國家災害防救科技中心地震與人為災害組柯孝勳組長,以及內政部消防署整備應變組蘇家彥組長共同指出,防災科技的價值,正在於把看不見的風險轉換成可討論、可判斷、可行動的資訊。
從P波開始搶時間 預警系統爭取黃金數秒
地震預警的核心,是利用不同震波傳遞速度的差異爭取反應時間。吳逸民特聘教授說明,地震發生後會產生P波與S波,P波速度較快,S波帶來較大的破壞性震動,因此若能先偵測P波,就有機會在主要震動抵達前發出警訊。
以中央氣象署的區域型預警系統而言,臺灣島內地震發生後,約7到10秒可發布預警訊息,若震央位於外海,則會受到海域感測器密度、震央距離及資料傳輸條件影響,預警時間未必等同於島內地震。若是直接連線系統,延遲可能在1到2秒內;若透過手機接收,還需3到5秒陸續傳送。他提醒,預警時間與震央距離密切相關,「距離遠一點,手機可能先響,地震才到;離震央很近,感受到搖晃後才收到警報,這就是預警的限制。」
2024年0403花蓮地震,正好說明預警系統能爭取的時間與限制。吳逸民特聘教授以花蓮市為例指出,當時有建築物在開始搖晃後,民眾接到國家級警報,隨即陸續離開,之後建築物才倒下。這個案例顯示,即使位於震央附近,預警時間未必充裕,但在強震主要能量尚未完全抵達前,仍可能爭取到短暫反應時間。
為補足近震央區域反應時間不足的問題,現地型地震預警系統成為另一項重要工具。吳逸民特聘教授團隊開發的P-Alert系統以微機電感測器偵測P波,若安裝在靠近震央的場域,偵測到P波後約1到2秒即可提出預警。他表示,「區域型與現地型系統需要搭配使用,遠距離地區可透過區域型系統取得較長預警時間,近震央場域則需要現地型系統提供更即時的反應。」
地震預警若要真正發揮作用,關鍵在於能否連接到場域設備。吳逸民特聘教授提到,P-Alert系統除了可提供現地型預警,也能連接到學校廣播設備,當系統偵測到P波並判斷可能出現較大搖晃時,便可透過廣播提醒師生立即避難。柯孝勳組長也指出,電梯是另一項重要應用,若能結合強震即時警報,在主震波抵達前讓電梯停靠最近樓層並開門,就能降低人員受困風險,也讓救災資源優先投入更急迫的災情。

透過資料的運用能協助政府與產業理解不同區域可能承受的風險。(圖片來源詹忠翰副主任)
地震引發災害鏈 風險評估不能只看主震
預警提供的是短時間反應,災前風險掌握則需要長期資料累積。詹忠翰副主任指出,臺灣在地震研究領域具備強大能量,一方面來自長期培養的地球科學與地質研究人才,另一方面也來自密集的地震觀測資料。
他提到,臺灣地震頻繁對社會是風險,對科學研究則累積了大量資料。「從大數據角度來看,有數據的人就掌握了一切。」運用這些資料能建立地震危害圖、地震發生機率圖與地震風險圖,協助政府與產業理解不同區域可能承受的風險。
實際震災經驗也提醒研究者,地震不能只看主震本身。詹忠翰副主任舉例,1999年921集集地震與2024年0403花蓮地震後,震央附近都出現一連串山崩;山崩可能進一步形成堰塞湖,若後續碰上颱風與降雨,風險便會從地震延伸到坡地、水文與聚落安全。他也提到,日本311地震則是另一種災害鏈案例,強震造成海底地形變化,進而引發海嘯。這些經驗說明,地震風險評估若要貼近現實,不能只計算搖晃強度,也要納入後續可能連動的災害。
詹忠翰副主任強調:「研究成果若要進入實務決策,必須被量化。」例如某條斷層在未來20年或30年內發生地震的機率,或一次強震後24小時、72小時、一週內再發生較強餘震的可能性,都可以成為政府、企業與基礎設施管理單位評估風險的依據。對精密製造業而言,這些資訊關係到預警盲區、餘震持續時間、復工時機與設備承受能力。

臺灣位處板塊交界,與菲律賓、印尼、日本等地同屬西太平洋高地震風險帶。圖中可見地震與海嘯危害多沿板塊邊界分布,顯示區域性災害鏈彼此高度連動。(圖片來源詹忠翰副主任)
災前先模擬 讓演練與補強有明確依據
地震防災可分為事前防減災與災後應變兩部分。柯孝勳組長指出:「由於地震難以預測,事前工作格外重要。」災防科技中心會整合學研單位進行情境模擬,協助政府擬定防災計畫,讓各級單位在災害發生前,就能先掌握可能受影響的區域、關鍵設施與應變需求。
情境模擬並非任意設定地震規模,而是必須從地震學上合理的震源位置、規模與深度出發,再推估可能造成的建物損壞、人員傷亡與設施影響。柯孝勳組長說,模擬結果可提供內政部、交通部等主管機關作為防災對策與工程補強參考,「例如某些橋梁位於高風險區,又是重要救援道路,就可納入優先補強名單。」
近年情境模擬也開始導入更細緻的建物資料。災防科技中心會從房屋稅籍資料萃取建築物位置、樓高、建造年代、構造型態等資訊,轉換為耐震評估模型所需參數。柯孝勳組長指出,建物損壞是地震傷亡評估的關鍵,「只要結構物沒有太大毀損,傷亡就可以大幅減少。」因此,將建物資料轉化為風險模型,是災前規劃與災中研判的重要基礎。
五分鐘內產出情資 災情查報鎖定高風險區域
地震發生當下,應變速度決定救災效率。柯孝勳組長說,中央氣象署約在地震發生後3到5分鐘內產出震央、規模、深度與各地震度等資料,這些資料會透過系統進入災防科技中心的演算流程。「進到我們這邊,大概5到10分鐘以內會自動化產出第一版簡報。」再經專業檢視後提供情資研判參考。
這份簡報的目的,是協助指揮官判斷哪裡最需要優先查報。柯孝勳組長以2018年花蓮0206地震為例說明,當時地震發生在深夜,災防科技中心透過氣象署取得各地震動資料後,進行衝擊評估,研判花蓮機場可能有液化問題,便在應變中心提出提醒,讓執行單位優先查報。這類資訊未必直接等於災情結果,卻能協助指揮體系更快知道「哪裡需要先確認」。
蘇家彥組長也指出,消防署在指揮中心設有強震即時警報系統。地震發生後,系統可提供初步資訊,消防署再等待氣象署較完整的地震報告,同時啟動查報機制。若雙北震度達3級,或地震規模達5以上,消防署指揮中心便會啟動初期應變值勤人員集結;若有縣市震度達6弱,則達到中央災害應變中心成立標準。
災情查報方面,蘇家彥組長說,消防署與各縣市消防局指揮中心建立LINE災情通報群組,地震報告進入後,縣市會主動回覆有無災情,群組內也包括部會、公共事業與交通單位。不過,消防署仍保留電話確認機制,避免網路中斷時失去聯繫能力。
從921到無人機 救災能力持續累積
災後救援與重建同樣需要科技協助。蘇家彥組長回憶,921地震時,臺灣當時連生命探測器、搜救犬與特種搜救隊都尚未完備,許多救援裝備與訓練是在災後才逐步建立起來。921之後,特搜隊成立,救援現場也開始導入生命探測、搜救犬、破壞器材與倒塌建築物救援技術。這些能力累積,讓後續面對建築物倒塌、受困者搜救與複雜災區進入時,有了更完整的專業分工。
近年無人機也成為消防救災的重要工具。過去救災人員必須靠目視與攀爬判斷建築物倒塌狀況,現在可透過無人機俯瞰現場、拍攝影像、建立3D模型,協助判斷哪個開口適合進入、哪個區域較安全。柯孝勳組長也提到,若地震造成道路阻斷或山區崩塌,無人機可在第一時間取得影像,推估崩塌範圍與受影響聚落,補足人員難以立即進入災區的限制。
從921震後救援體系建立至今,臺灣的地震防災能力,是在一次次震災經驗中累積出來的。地震仍會發生,但社會面對地震的方式已經改變,當風險能被轉化為數字、圖資、模型與現場行動,防災就成為平時治理的一部分。從斷層之上看見風險,也讓臺灣在下一次地震來臨前,具備更成熟及完善的準備能力。
1. 國立臺灣大學地質科學系暨研究所吳逸民特聘教授
2. 國立中央大學地震災害鏈風險評估及管理研究中心詹忠翰副主任
3. 國家災害防救科技中心地震與人為災害組柯孝勳組長
4. 內政部消防署整備應變組蘇家彥組長