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6「級」大地震，搖出大樂透？

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李杰翰｜國立臺灣大學地理環境資源學系

｢06、16、26、36、46……｣

今年（2013）11月1日，大樂透首次發生尾數同號全部開出的情形。由於前晚發生了台灣今年第二大的地震，彩券業者開玩笑說｢可能是前晚6級地震，把6尾數號碼都搖出來｣。這句話不禁令人好奇：難道分屬各地，開出頭彩的四家彩券行所在位置，震度都是6級嗎？

｢芮氏規模｣在台灣已經是耳熟能詳的科學名詞。但要呈現人們感受的搖晃程度、房屋受到的破壞狀況等實際影響，｢震度｣卻是更重要的指標。不像芮氏規模是個單純的數字，同一個地震震央、近處與遠處的震度都不盡相同，各國也沒有統一的震度衡量標準。

我國的震度分級由交通部中央氣象局制定，以地震儀測得的加速度劃分為0到7等八個整數級數，搭配人類感受、屋內、屋外情形三種具體描述。例如6級地震是指加速度達到250~400(cm/s2)，而人們｢站立困難｣、屋內｢重傢俱翻倒｣、屋外｢出現噴沙噴泥現象｣等。

這個標準其實是參考日本氣象廳的震度分級JMA所制定。身為地震災害｢熟客｣，日本早已發展出一套精密算法，推測房屋受損情形的精確度位居世界前列。

JMA是以地震波的加速度來計算震度，首先由地震儀可以得到X、Y、Z三軸向量的加速度，全面考慮了三個方向的影響；接著用儀器中的芯片自動計算，為了將震波訊號轉換成易於分析的正弦波，要進行「傅立葉變換」，並過濾掉影響不大的波段；再來求三軸的向量和，得到單向的加速度時序圖；最後從這張時序圖中找到一個a值，能使加速度值超過a的總時間為0.3秒。將a帶入公式：I = 2 log( a ) + 0.94，求出的I值四捨五入後歸類於0到7等8個整數之中成為震度。

日本歷史觀測中上引發最高7級震度的地震只有三次：村上春樹筆下｢神的孩子都在跳舞｣的阪神大地震(1995年)、電影《心動奇蹟》描寫的新瀉縣中越地震(2004年)還有引發福島核災的東日本大地震(2011年)。反觀5、6級的地震在阪神大地震後出現相當頻繁，導致難以分辨救災先後順序，造成救災和重建工作混亂，催生出更細緻的分類。此後，5、6兩級又細分成5弱、5強、6弱、6強四個等級，使得JMA的0到7之間共有十級。

除了用地震波加速度來運算震度，世界上其實還存在許多不同的震度分級標準。19世紀源自歐洲的｢羅西福瑞震度｣(Rossi–Forel scale)以體感狀況與觀察房屋受災情形，創造了最早的震度分級(共十級)，直到1902年被義大利的麥加利首創、更為精細的麥加利震度所取代。此標準經由德國、美國的科學家陸續修訂，成為總共十二級(1～12)、通稱MM的｢修訂麥加利震度｣（Modified Mercalli Scale），至今仍為美國在內多國的震度標準。

然而與JMA講究波動數據不同，MM訴諸實體感受，例如｢房屋都好好的應該是三級｣、｢房屋全倒所以是十級｣，頂多以芮氏規模作為輔助推測標準，並未考慮加速度等數據，因此在日本人眼裡可能有倒果為因的疑慮。

除了物理數據、感受，還有講求工程實用性的震度標準。MSK （Medvedev Sponheuer Karnik scale）是由東歐的三位科學家將美國的MM修改為適合當地的版本，通行於70、80年代的歐洲與蘇聯。二十多年後，歐洲地震委員會改良MSK，1996年在冰島首都雷克雅維克發表｢歐洲宏觀震度分級｣EMS (European Macroseismic Scale)，成為歐洲現行新標準。EMS也分為十二級，標榜獨特的工程專用功能，細述不同材質與施工法的建築在各個震度所受影響，甚至出版專書讓工程從業人員參考。現在大陸使用的｢中國震度分級｣CSIS (China Seismic Intensity Scale)就是參考EMS而制定。

話說回來，這次開出頭獎的四家彩券行，分別是震度3級的台北和台中，還有震度2級的台南。下次簽樂透時，除了自家的災情，不妨注意一下震央地區的震度，或許會比較靈驗？不過震度的制定本就是為了民眾的防災所需，了解震度的標準與作用以拯救自己的生命與財產，或許比用來尋求樂透「明牌」還更加明智。（本文由國科會補助｢新媒體科普傳播實作計畫─重大天然災害之防救災科普知識教育推廣｣執行團隊撰稿／2013年11月）

責任編輯：鄭國威｜元智大學資訊社會研究所

地震波(14) 科發月刊(5221)

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