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海嘯守護神—氣象資料浮標站與海纜觀測系統

諾諾與爸爸看完電影「絕鯊島(The Shallows)」後,諾諾很好奇的問了爸爸一件事:「爸爸,電影裡女主角最後留待的那個浮標,是做什麼用的?」

爸爸回答:「是水面浮標系統(圖一),是可以用來偵測海嘯喔!」

漂浮在水面上的一種航路標誌,一端繫於水底,本身漂浮於水面。可供維護海事安全、氣象預測、海嘯預警和科學研究之用。

水面浮標系統

諾諾接著問:「我們臺灣有類似這樣的設備嗎?」

爸爸回答:「臺灣位於板塊碰撞的環太平洋地震帶上,不僅地震活動頻繁,同時因地震而引發的海嘯也時有所聞,為了防範未然,我國當然也有這樣的系統設備。」

爸爸接著說:「根據歷史記載,在1867年臺灣近海因遭遇地震,而於臺灣北部基隆地區引發災害性海嘯,死傷達數百人,淡水地區也有數百人被淹死;另1771年鄰近我國的石垣島亦曾發生世界金氏記錄的85公尺高之海嘯。這些歷史紀錄都證實臺灣近海地區有地震或海底山崩所引發之災害性海嘯危機。近年來臺灣地區亦有數次海嘯侵襲紀錄,只是未釀成重大的災害而已。」

諾諾爸爸繼續說:「由於臺灣的東部海域,位在菲律賓海板塊和歐亞大陸板塊的邊緣,所以臺灣發生的地震有百分之七十是集中在東部海域,於是偵測海嘯的儀器設備也就設置在這裡。像這樣的系統,我們稱為『海氣象海嘯監測系統』,包含三個部分:水面浮標系統、水下系統及預警系統。(1)水面浮標系統是以現有的資料浮標為基礎,接收水下系統測得之海嘯資訊,再透過衛星通訊將數據即時傳回陸上接收站;(2)水下系統則具有抵抗海底6,000公尺以上海水壓力的能力、儲備超過一年以上的電力、同時具備海嘯波分析能力及品管辨識技術;(3)預警系統是應用水下通訊技術,將海嘯壓力計(PG)所偵測到的海嘯資訊即時傳輸到水面浮標。」

爸爸進一步說到:「我國政府有鑒於臺灣四面環海,為了防範海洋可能為我們帶來的危害,於是責成中央氣象局自2007年起開始規劃及執行「臺灣東部海域電纜式海底地震儀及海洋物理觀測系統建置計畫」﹙Marine Cable Hosted Observatory﹚,在臺灣東部海域建置電纜式的海底觀測系統,業已在2017年完成從宜蘭頭城往外海延伸115公里的海底電纜,沿線設置3座即時觀測站,最深一座已達2,732公尺,每座觀測站安裝地震儀、海嘯壓力計及傾斜儀等儀器各1套,這是我國第一個海底地震監測系統,我們簡稱它為『媽祖計畫(MACHO)(圖二)』;其諧音與我國重要傳統宗教信仰『媽祖』相近,具有保佑祈福及與自然和平共處之含意。這套設備相當的先進,一旦有地震或海嘯發生時,即可(1)提升臺灣東部外海強烈地震預警能力,爭取十到二十秒的應變時間;(2)建立臺灣近海海嘯預警功能,即時偵測東部海域海嘯波浪,爭取十到二十分鐘的應變時間。」

黑色線為海底電纜路線,黑色方框為儀器裝設位置。

『媽祖計畫』示意圖

諾諾接著再問:「那這個系統是怎麼判斷海嘯的發生?」

爸爸回答:「從宜蘭頭城的陸上站往外海鋪設的海底電纜,有連接地震儀和海嘯壓力計等多種觀測儀器,當地震發生且造成海床變動時,我們便可即時偵測到地震的發生,而且地殼變動時,也會導致海水壓力的變化,透過海水壓力的變化,我們即可研判是否會有海嘯的發生。」

最後爸爸向諾諾說出心中的感想:「其實,要建置這樣先進且複雜的系統是很困難的,而且要投入相當多的經費及人力。目前『媽祖計畫』中的海底觀測站,已經成為我國地震觀測網中『即時觀測網』的一部分,也就是能夠監測不分大小、各種規模的地震,並且與其它即時觀測網的測站連線,快速運算監測資料,立即回報到中央氣象局地震測報中心。雖然這樣的系統設備,可讓我們的預警時間只提早了一點點而已,但這是重大的突破;另外,預警系統不是一個口號,它確實可以真正成為守護臺灣民眾面對海嘯威脅的一道保命平安符,但更重要的,還是全民要有共同防災的觀念,才能確保自己的生命財產安全。」

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