技術名稱 新一代免電力海嘯預警系統
計畫單位 國立中央大學
計畫主持人 吳祚任
技術簡介
海嘯是破壞力最強大的天然災害之一,為了讓民眾在海嘯來臨前有更多的時間逃生,受海嘯威脅的國家莫不極力發展海嘯預警系統。例如台灣和美國採用遠域海嘯浮標搭配地震型海嘯速算系統。然而當海嘯來臨時,往往伴隨通訊手機塞機、網路系統中斷,或電力系統中斷,皆會造成預報系統訊息無法傳達的問題。此外,世界上還有許多國家遭受海嘯威脅,卻無力建置或維持龐大且昂貴的海嘯預警系統。為了克服此依困境,本研究案發展『免電力海嘯預警系統』。目標為即使在電力中斷的情況下,沿海居民或村里長,仍舊可準確掌握該村里使否會遭受海嘯侵襲,以及是否需要進行海嘯疏散。

『新一代免電力海嘯預警系統』是海嘯預警的重要突破,其特色為免插電、免操作、免維護。讓地震、海嘯、缺電、缺網路同時發生的情況下,在手邊仍有可靠的海嘯預警資訊。

『新一代免電力海嘯預警系統』需要在災前透過大量且高速數值模擬,建立各地區之地震-海嘯關係圖 (Seismic-Tsunami Relationship, STR)。STR圖之建構主要流程為:

(1) 建構海域之單元海嘯源陣列、
(2) 研究場址以 COMCOT 海嘯速算系統進行單元海嘯源之格林函數計算、
(3) 建立海嘯影響衝擊分析(IIA)之結果矩陣、
(4) 以地震尺度關係式(Source-Scaling Relationship) 建立等價之地震矩規模、
(5) 建立研究場址的地震-海嘯關係圖(STR圖)。

所完成之STR地震-海嘯關係圖即為本研究之目標產物:『免電力海嘯預警系統』。STR圖將根據各研究場址,例如核電廠、機場、發電廠、儲油槽等海嘯敏感設備地點,或各沿海鄉鎮,建立專屬之STR圖。當海嘯來臨時,透過初期之地震資訊,即可透過STR圖表,迅速得知該地點或村里是否要進行海嘯疏散。

各研究場址擁有專用之近域與遠域之STR-1公尺與STR-3公尺圖。以高雄近域STR為例(見附件圖1),若地震發生於屏東西南外海約40公里處,亦即東經120度、北緯22度,若地震規模大於7.3,則將於高雄沿海造成大於1公尺之海嘯波高。若地震規模高於7.7,則將於高雄沿海造成大於3公尺之海嘯波高,並應立即進行海嘯緊急疏散。
科學突破性
『新一代免電力海嘯預警系統』在科學上之突破在於透過單元海嘯源矩陣之建立、格林函數求解、研究場址最大波高擷取、IIA圖建立、地震尺度關係式轉換、目標海嘯波高與對價地震矩規模建立、產製地震-海嘯關係圖等,為學界首創。其海嘯預警可單獨運作,由簡易查表即可得知海嘯威脅。其穩定、免電力、免維護等為其獨特性。
產業應用性
『新一代免電力海嘯預警系統』主要目的為克服傳統浮標系統在建置與維護上昂貴,以及預警資訊在最後一哩上因為電力及網路中斷而失敗所設。透過STR圖的產製,讓各沿海地區居民以及海嘯避難指揮中心在決策上有所依據。此系統也適合推廣於友邦與鄰國,讓台灣的軟實力透過自行研發的海嘯預警系統協助他國平安度過海嘯威脅。
關鍵字 海嘯預警系統 地震 浮標 免電力 免維護 COMCOT 單元海嘯 地震-海嘯關係圖 海嘯衝擊強度分析圖 海嘯速算系統
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  • 莊美惠
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