同震央地震檢驗臺灣對強震準備與全國經緯度表示建議(上)

賴明煌 技師

 賴品寬、鄭尊仁 工程司

一、川普就職與嘉義大埔地震一樣震撼

78歲的川普係第47任美國總統，就職典禮前不到1小時，臺灣時間2025年1月21日零點17分，在嘉義縣政府東南方約37.9公里處大埔鄉西興村省道台3線(內山公路)350k+710之「澐水密枝戰備道路」，民族橋東南方300米處照東坑，東經120.57度，發生芮氏規模6.4大地震，其精確位置為北緯23.23度。依據交通部中央氣象署(CWA)發布今年第7號有感地震報告顯示：地震深度僅9.7公里屬極淺層地震，故各地感受到這震度相當明顯與震撼。其中嘉義縣大埔鄉震度達到6級，臺南市楠西與高雄市甲仙均達5級，除鄰近地區如嘉義市4級外，連遠在百公里外的臺中市霧峰與110公里澎湖縣馬公市均測到震度4級。而遠達230公里臺北市CWA臺北測站震度2級，甚至連在339公里之遠的連江縣馬祖測站也有1級震度，真是威震全國，堪比去年0403花蓮芮氏7.2。

0121大埔地震後迄今，到2025年2月18日將近一個月，楠西區受災戶100多人緊急安置在臨時收容中心，全國大約發生超過4.0規模地震有57次。其中規模超過5.0的地震共有11次，又以發生在大埔地震鄰近的臺灣西南部地震帶最多。其次發生地震次數次高則在臺灣東北地震帶，最少的則是在花東地震帶。筆者依據交通部中央氣象署的地震統計資料，針對2025大埔地震約1個月內，在國內發生規模與最大震度逾5級之統計分析表，如表1所示，約有12個主震與餘震還有其他未相關連的偶發性地震發生。在臺灣國土內與鄰近海域，如此各地餘震不斷恰也給各地斷層釋壓，對於可能有更大地震發生，確有消能紓壓之功效。

二、2025大埔與1964白河地震同一震央

2025年0121大埔地震與1964年1月18日晚上8點所發生的臺南白河地震，竟同屬一樣經緯度(Latitude & Longitude)之震央。白河地震當時測量較沒有精確性位置，故就以接近較為有名氣的白河來命名之。其強度為芮氏規模6.3，震源深度18公里同屬於極淺層地震，故對於鄰近地表面建物之傷害較為顯著。如今科技進步與國家願意大力投資在這基本功的建設上，CWA可立即以高算力氣象超級電腦來精確計算與發布地震訊息，減少國人的驚惶失措。這是在2024年初所採用日本富士通之〝富岳（Fugaku）〞第6代氣象超級電腦，臺灣的氣象超級電腦運算速度大都可以達到每秒一兆次以上，為全球500大電腦排名在第4名。將取代過去在2012年建置的第5代電腦系統，這新電腦用於中央氣象署天氣測報作業為主要任務，並且建置GPU效能運算系統。採用192片具有極高效率之Nvidia A100 GPU，採用富士通已經有5年以上具運轉經驗的商用技術，算力達到10 PFlops( 每秒浮點運算次數Floating-point Operations/Second 達到10¹⁵之高)。

這次0121大埔與0118白河地震均係由歐亞大陸板塊與東側菲律賓海洋板塊擠壓，導致長約40公里之觸口、崙後與口宵里斷層等相互錯動所造成，屬極淺層地震。所釋放能量約達2顆廣島原子彈之能量，地震規模（Earth Quake Magnitude）是描述地震大小尺度，係依其所釋放的能量而定，以一無單位的實數表示。一般常以在1945年由美國投在廣島的原子彈代號為「小男孩」，是1枚鈾-235原子彈，其爆炸威力相當於15,000噸TNT炸藥，為人類第1顆用於實戰之原子彈，釀致10萬人死亡，其所代表的原子彈能量來表示之。在60年前大部份建築物僅使用木造、土角厝與磚厝等，該類傳統老建築受震致毀傷頗大；但震央處係位在嘉義大埔與臺南楠西及玉井等，當地地質條件較為堅硬區域，反而使用年齡較新且結構安全較先進的加強磚造與RC建築物，意外受損嚴重。

這樣的地震實震之結果，也讓我們技師先進們，要好好確實鑽探與多重詳細分析，這些現場的地質參數與地震影響的範圍等資料，再交由土木技師們來如實設計該地適用的建築形式或是再由我們技師加強補充耐震減震之措施。0118白河地震釀106人死亡、670人受傷、房屋倒塌達37,766間(其中含公有建物占1,446間)。地震造成遠在28公里外的嘉義市中央市場，因為地震震毀建築造成第二次災損(Secondary Disaster)引發市中心大火延燒達1公里，直至翌日清晨才滅火停燃。火燒面積近1公頃有174戶店面住家燒毀，為該市最嚴重火災！但也促成在此中央噴水圓環的高級商業區，因這地震火災燒毀，才得以讓既有住家店鋪願立即改建，讓300年的老都市諸羅城，可以有浴火重生之都市更新(Urban Renewal)機會。

三、臺灣對防範地震多年成效

本次大埔震央在60年左右發生兩次高達芮氏規模6.3以上大地震，且該地震在主震之後陸續有多次超過5.0規模餘震伴隨而來，如今大埔震災並無人死亡，且僅是幾棟房屋受損並未有立即倒塌情事發生。根據內政部針在2025年2月6日針對全國的此次地震災損建築物，勘災總數有3,965件，紅單有394件、黃單1,079件；但是臺南市政府在2025年2月18日宣布該地震提報受損房屋的總戶數為4,291戶，已評估紅單有477戶、黃單1,333戶、未貼單2,253戶，尚未評估則餘有228戶，其地震震災評估率達94.7%以上；所以顯見在主震之後的餘震不斷，仍然有些在震央鄰近區域的房子持續還是會傳出新增的震傷提報，仍須仰賴專業的技師與建築師們協助評估震災之判斷。這與1964年的白河地震當年的災損相比較，可見經過60年的演變與進步，現有的建物之品質似較能抵抗類似震波之傷害；如同2016年0206美濃地震讓維冠大樓震塌一樣，目前地震尚無法精確預測，一旦有強震竄出來危害老舊與建築強度不足之建物時，我們仍需更加積極迅速應變，以防止如大火竄燒或致山坡崩塌等的二次災損發生。例如該地震發生後，在當天早上專業技師與建築師們，就已分派到達現場進行地震勘災、建物震傷判斷與協助撤離及補強建物防止更嚴重的倒塌和防範餘震來襲等之事務；另外因大埔震央緊鄰我國最大的曾文水庫的邊界約僅500公尺、距離黏土壩心(Dam Core of Clay)來截水防滲流(Seepage)與管湧(Pipe Surge)的土石主壩約在3,800公尺左右，且主震又是以逆衝斷層方式破裂來釋放能量，再加上曾文水庫在去年底的多次颱風放水，難得現在是旱季迄今仍然是滿載的情況，並有餘震往西邊移動現象，幸好經過經濟部水利署南水分署檢查後目前無慮。目前臺灣對地震處置各項預防與救災及安頓等措施，符合賴總統在去年921震災25周年紀念日要求「持續提升全民防災意識、結合各界力量強化災防體系、打造更強而有力韌性社會」期待。

四、加強地質地層大地之鑽探監測

另昔日因地區地質構造條件不一樣，對於各類建築物本身結構的剛性與韌性之抗震強度也是不同。甚至每項建築結構材料均有各自不同之自然頻率(Natural Frequency)，即其本身特性衍生其所組構成的建築高度與造型等系統，均可能對應共振頻率(Resonance Frequency) ，釀成建物大幅搖擺與增長延時振動等現象而肇致毀倒。故建築與工程在設計之初，設計人應根據《建築法》第13條第1項與《建築技術規則建築構造編》第 64、65 條之規定，須委由嚴謹之專業技師，進行建築敷地與其鄰近必要區域與足夠代表數量及深度等之地質鑽探。如此才能把無論有多麼絢爛與拉風之建築，均不受地震與側風等水平力之撼動，在回歸期為50年之側向風力作用下，產生不得超出法規要求各樓 5‰以內層間變位(Interlayer Displacement)，以確保建築物荷載安全與持久韌性及適度變位。

五、中央氣象署可以增加經緯度分秒併列

本文在地震發生的緊急霎那，筆者立即發現CWA所發布之地震的經緯度恰與1964年的白河大地震同一震央，即為北緯23.23^O與東經120.57^O (但實際上是N23^O23’與E120^O57’)遂就立即透過Google Earth的全球地圖軟體去搜尋。結果驚訝地發現地圖上所標示震央的行政區域，大約是在玉山主峰的正南方約達10公里海拔1,905米之山處(如圖1~2所示)；但是若是以Google Map的地圖軟體，輸入大埔地震之經緯度N23.23^OE120.57^O，則約落在嘉義縣大埔鄉西興村的中心崙聚落之照東坑，其海拔約在271公尺之山坑內(如圖3所示)，實與CWA所公布的地震震央之行政轄區相符。但是若再以Google Earth鍵入上述相同的經緯度，則可以出現同一地貌位置，但是卻是有著不同的經緯度之表示，在其同一公司但是使用不同地圖軟體鍵入經緯度，卻是有極不同的數據結果，這在災難緊急時易讓使用者誤導之。

首先以Google Earth的經緯度所定位大埔地震之地點，另再予以Google Map定位之地點，兩者相差達42.46公里之遙(如圖4所示)；但是仔細檢查才發現Google Earth地圖採用的「DMS度分秒」的單位，而在 Google Map卻是採用「度」的單位表示在地圖上，因為角度在度是選轉一圈共計360度，「度」是以百進位方式。但是在「度」以下的「分」與「秒」則是採60進位，因此以「D(度)」表示實與「DMS(度分秒)」表示在地圖上差異頗大，使用者不可不小心。

另外筆者再以CWA署本部的「臺北測站」來檢驗Google Earth與Google Map在臺灣之經緯度的差異性，裨益給我們技師們參考使用。在1895馬關條約，將臺灣澎湖等地割讓給日本後，日本為了順應國際潮流，由臺灣總督府於1896年8月首先設立全臺灣第1座氣象測站「臺北測候所」迄今有139年了(當年又立即興建了恆春、澎湖、臺南與臺中等4站)，測站資料為「臺北市中正區公園路64號，經度為E121.514853^O(以DMS轉換為E121^O 30’53.47”)、緯度為N25.037658^O(25^O 2’ 15.56”)、海拔6.3公尺」，接著先以Google Earth來搜尋此位在CWA署本部內的臺北測站，並以該辦公廳舍中最為突出的建築物即是「高空氣象探測作業室」樓頂裝置有追蹤高空氣象探測氣球的雷達儀，其具有圓球形包裹雷達天線罩位定位中心點 (如圖5所示)，結果定位出來在Google Earth定位出來該圓球罩中心的經緯度為「N25^O02’14”與E121^O30’53” 」與海拔為3.58公尺之高 (如圖6所示)。另外再以Google Map，經緯度的「N25.03734與E121.51482」(如圖7所示)，這樣的地圖數據與使用單位來相互比對之差異，也是這次大埔地震尋找震央時，額外收獲。所以這也可以給該地圖軟體公司來做一校正改善之，並讓各位技師朋友們在使用軟體時，也可以不同的軟體來搜尋同一標的物，從其結果來驗證其所使用的單位是否相符，以求正確之。並且也要建議CWA的各項測站或在地震震央等的經緯度之表示，除了原本所使用之以「度方式」表示之外，為讓使用者減少緊急情況下一時錯用，可以在上述方式在增加一列(「度分秒」)方式加註之。(待續)

表1  0121大埔地震至翌月規模與最大震度逾5級之統計分析表(根據CWA網站修編)

表2 大埔地震震央附近4個測站地震參數資料表

*根據NCREE歐昱辰主任CWA2025年3月4日所舉行《114年「0121嘉義大埔地震序列學術研討會」》報告編寫。

圖1  在Google Earth以N23O23’E120O57’ 所定位出的震央在玉山南方10公里處。		圖2  在Google Earth以N23O23’E120O57’ 所定位出震央在玉山南方10公里處 大比例圖。
圖3  在Google Map以N23O14’E120O34’ 所定位出震央在曾文水庫東側0.5公里 照東坑。		圖4  在Google Earth以N23O14’E120O34’ 所定位出震央在曾文水庫東側0.5公里 照東坑。
圖5  CWA署本部臺北測站高空氣象探測 氣球雷達儀雷達包裹圓球高塔。 (鄭尊仁攝)		圖6  CWA臺北測站的經緯度對照在 Google Earth之經緯度地圖是「度分秒」 方式表達。
圖7  CWA臺北測站的經緯度對照在 Google Map之經緯度地圖是「度」 方式表達。