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圖片: 台灣東北海域即時監測

中央氣象局從2007年起支持海底電纜計畫在台灣東北海域以海底地震儀即時監測海底地震與火山。海底電纜計畫除了將大幅提升氣象局在海底地震的測報能力(震央、震源深度、地震規模)之外,海洋大學也將參與海底電纜地震儀以及其相關佈放過程。 媽祖計畫MACHO 本計畫預計以三年時間,在台灣東部海域建置台灣第一條全長約250公里的電纜式海底地震儀及海洋物理觀測系統,纜線末端未來可繼續向後延伸其長度,並可設置地震儀與海洋物理觀測儀器。初期以即時地震及海嘯監測為主要任務,長期則可以為作為各項海底環境因子的即時監測。計畫英文名稱為MArine Cable Hosted Observatory, 簡稱為MACHO。(諧音與「媽祖」相似)。 中央氣象局在過去幾年思考如何改進對台灣東部海域地震的監測,在集思廣益後認為如果要有正確且即時的地震與海嘯警報系統,裝設海底地震儀並利用海底電纜線作即時的傳輸將有其必要性。 因為台灣位處於活動板塊的聚合帶上所以地震頻繁。中央氣象局現有地震觀測網,對外海地震監測的正確性和即時性有其極限。然而如果能在台灣東部海域設置電纜式海底地震儀觀測系統,由電纜提供電源和即時傳輸資料,便可將外海地震的監測包含在我國現有 地震觀測網內。 擴大台灣的地震觀測網,可以使台灣東部海域與近岸的地震定位問題得到更正確的解決,增強我國現有強地動觀測網與即時警報系統的可信度,有效提供防災與救災的時間,亦可加強對外海地震與海底山崩所引起海嘯的監測,甚至可以監控宜蘭外海與緊鄰台灣的南沖繩海槽的海底火山活動。 一 、背景說明 台灣地區地震頻繁,數據顯示台灣附近的地震有將近70%分布在周圍海域下(圖一),因此中央氣象局計畫在台灣東部海域利用海底光纖電纜連接地震儀及壓力計即時監測海底地震及海嘯。中央氣象局認為推動「台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」的時機已經成熟,而且也邀請中央研究院地球科學 研究所、國科會海科中心、國立台灣大學、國立中央大學及國立台灣海洋大學等國內海洋研究或海洋工程的學者專家,及日本東京大學笠原順三教授組成建置纜線式即時海底觀測系統之先期工作團隊,由氣象局辛副局長擔任召集人,定期討論相關技術與模擬設置進程,並拜訪相關技術支援單位,如中華電信各海纜中心及台灣大 學海洋工程系等。此項計畫的推動,對於海洋地質、海洋化學、海洋物理等的觀測研究與發展,有跨領域及跨越時代性的進步,可以說是台灣在海洋研究上豎立新的里程碑;並將帶動國內海洋及水下工程的突飛猛進,對於深海的探測打開一條大道,所潛藏的價值無法估算。最重要是築成保護人民生命財產安全的堡壘,對於地震 及海嘯的侵襲,具有無法取代的防災功能。 二、政策沿革 依據歷史記載,台灣近海地區地震所引發之災害性海嘯有1867年台灣北部基隆地區之海嘯災害,死者數百人,淡水地區也有數百人被淹死;而1771年鄰近我國的石垣島更有世界金氏記錄的85公尺高海嘯。此些歷史紀錄證實台灣近海地區有地震或海底山崩所引發之災害性海嘯危機。近年來台灣地區仍有數次海嘯侵襲紀錄,只是未釀成巨大災害(圖二)。所謂居安當思危,行政院要求中央氣象局需於數年內建置完成具體而有效的海嘯預警系統,經由邀請學者專家討論所獲致結論,認為設置海底觀測系統,是目前最直接而有效的方法。 民國92年:

  • 3月13日行政院長辦公室,針對宜蘭外海龜山島附近海底火山活動可能引發地震及海嘯災害事件,要求中央氣象局說明,中央氣象局經由審慎評估,首次提出設置即時觀測海底地震儀之建議。
  • 4月10日行政院科技會報第16次會議中提出設置纜線式海底地震監測系統之重要科技議題,該次會議決議為:請行政院科技顧問組與國科會協調交通部給予適當支持。
  • 4月21日交通部第1129次部務會報部長指示:請中央氣象局積極與學術界如中央研究院合作,參與海底地震儀的研究工作,做為未來設置永久性海底地震儀的參考。
民國93年:
  • 5月12日至18日中央氣象局邀請日本建置海底地震觀測系統之著名專家,東京大學笠原順三教授來局指導海底地震儀設置技術。
  • 7月28日中央氣象局國內外顧問會議決議:由於經費對於中央氣象局科技預算基礎相對龐大,請中央氣象局向國科會爭取設置相關預算。
  • 12 月26日台北時間早上8時58分50秒於印尼北蘇門達臘西部外海發生強烈大地震,震央位置位於蘇門答臘北端亞齊省南南東方外海250公里處,震源位在印度 洋海床地表下方10公里,地震規模高達9.0,地震破裂線長達1200公里,此一地震為20世紀以來規模排名第4的大地震,也是52年來最嚴重的一場,而 連帶引發的大海嘯災情,超過15萬人罹難,造成有史以來海嘯災難最慘重的傷亡,超越1755年11月1日葡萄牙里斯本大海嘯造成8萬人死亡的紀錄。
民國94年:
  • 1 月26日,在「第7次全國科學技術會議」之總結報告中,策略五以下第2項之第3次項:防災科技研發與應用推廣,指示加強對地震及相關災害的研究,並整合與 建置監測網。另外在討論一之第1項:強化海洋科技研究中,建議整合地科、大氣、海洋研究,結合海洋科技發展相關產業,建設台灣為國際地球系統科學觀測實驗 平台。從以上全國科技會議的結論,中央氣象局所提出之建置電纜式海底地震儀及海洋物理觀測系統(MACHO)計畫,正是符合多項決議的綜合性計畫。
民國95年:
  • 2月份中央氣象局向國科會提出優先推動計畫「台灣東部海域海底電纜觀測系統建置計畫」的申請。配合交通部之意見,將原先提報之計畫名稱「台灣東部海域海底電纜觀測系統建置計畫」修改為「台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」。
三、工作項目
  • 海底電纜鋪設路線沿線地形與地質調查。
  • 陸上監視站的機房及終端監視建置。
  • 各項監測儀器採購與安裝。
  • 海底電纜主要線路鋪設。
四、工作目標 預期效益:
  • 有效提高台灣現有陸上地震觀測網的涵蓋範圍至延伸海域,可以提供較正 確且即時的地震資訊,達到增加地震預警及防災作用。
  • 海底電纜裝設海嘯監測儀器可以有效掌控近海區域海嘯的訊息,作為海嘯預警的功用。
  • 台灣東部海域電纜式海底地震儀及海洋物理觀測系統建置可以作為多功能的科學研究工具,大幅提昇國內地球科學的研究能力與範疇。
績效指標:
  • 對於發生在東部外海的強震監測,可以有效提高正確性和縮短測報時間,多爭取十到數十數秒預警應變時間,減少人民生命財產損失。
  • 建立台灣近海海嘯之預警能力,爭取十到數十分鐘預警應變時間,減少人民生命財產損失。
  • 監測龜山島海底火山活動,避免火山活動對核能廠及北部生活圈造成災害。
  • 提升國內海洋及地球科學研究能力,瞭解台灣地區地體運動和孕震構造關係。
  • 帶動國內相關海洋科技成長,為我國深海探測及研究鋪路。
五、目前工作進度:
  • 海底電纜預定鋪設路線詳細調查(圖二),包含海底地形、底質及構造分析。可以租用外國研究船並委請國內海洋學者調查,以有效降低成本。
  • 岸上站的饋電設備建設,纜線陸上終端設施建設,觀測儀器終端監視設施。