【圖表】「我是國家級邊緣人?」圖解地震警報系統,讓你一次看懂為什麼有人沒收到警報

【圖表】「我是國家級邊緣人?」圖解地震警報系統,讓你一次看懂為什麼有人沒收到警報

我們想讓你知道的是

手機地震警報自2016年開通到現在,總有人表示自己沒收到或者會晚收到,為什麼?本文整理災防告警系統機制,與用實際地震警報資料,為我們解釋沒收到背後的機制與晚收到的盲區。

「我國家級邊緣人,沒收到地震警報」、「我被國家放棄了」、「為什麼地震後才收到警報?」台灣從2016年開始會在地震時,發出手機的地震警報簡訊,但每次總還是常聽到大家抱怨沒收到或晚收到警報簡訊的情形。

會發生「沒收到或晚收到」的情形,主要是跟警報系統機制與限制,還有大家對地震警報簡訊機制不理解有關。

「為什麼有地震卻沒收到警報?」

先從沒收到警報的原因來談,第一可能跟所在縣市的「預測震度」有關,目前的地震預警系統,是地震測站偵測到地震震波後,由電腦演算法預測這個地震在各地「縣市政府所在地」的震度,如果「預測震度超過4級(台北市3級)」就會針對那個縣市民眾發出地震警報。

以2021年4月18日的花蓮壽豐地震為例,這個地震全台各縣市有感受到震動,但當時只有花蓮縣、彰化縣、台北市的預測震度達到發警報標準,所以只有這3縣市的民眾會收到簡訊,其他縣市雖然也都感受到地震,但卻不會收到警報,所以產生沒收到的誤解。

而台北市過去的警報標準與其他縣市不同,只要預測達到3級就會發送警報簡訊,所以在從2018年至今,台北市發送地震警報的次數排行第二,僅次於花蓮縣。

各縣市地震警報次數v2

但預計在2021年5月後,台北市將更改跟其他縣市一樣,達到4級才發出警報簡訊。這也可降低大家的誤解,也以花蓮壽豐地震為例,當時台北市與新北市震度類似,但只有台北市有收到警報簡訊。

手機訊號與使用情形的影響

也有發生人在預測震度達到發送警報標準的縣市,但仍然沒收到簡訊的情形,這可能跟手機訊號有關。

目前地震警告簡訊是利用手機訊息廣播系統發送,又稱為PWS災防告警細胞廣播訊息系統,透過3G或4G訊號發送。所以如果是使用2G手機就一定收不到警報簡訊,而3G以上的手機,如果剛好在收訊不佳的位置,只能收到2G的訊號,或甚至沒有手機訊號,也不會收到警報簡訊。

而在3G訊號下,如果當時正在用手機通話或以行動網路上網,也不會收到地震警報,只有待機時才會收到。而4G(或5G)訊號下,則只有在開啟飛航模式時,才不會收到地震簡訊。

手機訊號與地震警報

另外在2016年2月29日前生產的3G與4G手機,需要透過OTA升級才能收到地震警報。想瞭解自己手上的手機,是否需要升級,可在NCC的網站查詢

這套PWS災防告警細胞廣播訊息系統,除了會發送地震警報外,也規劃能用來發送空襲警報、核子事故警報、災害疏散避難警報、大雨即時訊息、海嘯警報、颱風強風警告、公路封閉警戒、水庫放水警戒、土石流警戒等等。詳細資訊可見國家災害防救科技中心的介紹

地震預警流程

「為什麼在感受到地震後才收到警報簡訊」,會晚收到簡訊的原因跟地震警告系統的運作與限制有關。

因為現在科技仍無法有效觀測什麼時候與何處會發生地震,所以只能利用地震本身的特性,在地震發生的瞬間,做出預警讓離震央比較遠的民眾,能早幾秒收到地震警告,做出相關防災反應。

地震的特性我們也常能感受到,當地震來臨時,我們通常會先感受到「上下震動」,接著才會變成「左右震動」。地震預警系統就是利用這不同的震動,對地震做出預測以及發出警報。

上下震動的震波,稱為P波(primary wave),是走得比較快的震波,速度大約是每秒6.5公里,所以我們會先感受到,它對建物的破壞性比較小;而左右震動的震波,稱為S波(secondary wave),是走比較慢的震波,速度大約是每秒3.5公里,對建物的破壞性比較嚴重。

因為P波比S波的秒速快3公里,所以地震預警系統的運作就是藉由偵測比較快的P波,分析P波的震度大小,搭配過往資料,以電腦言算法推算出S波在各縣市可能造成的震度。

如果縣市政府所在地預估震度超過4級,氣象局就會將需要發布警告的區域資訊,傳給國家災害防救科技中心(NCDR),這段估算的時間目前大約需要10-15秒,如果是發生在海域的地震,則需要更多一點時間。以4月18日花蓮壽豐為例,這段時間花了13.95秒。

國家災害防救科技中心(NCDR)收到氣象局資訊後,會即時傳遞給5家電信業者,這需要花費小於一秒鐘的時間。以4月18日花蓮壽豐為例,這段時間花了0.441秒。

最後步驟是電信業者以基地台發送警報簡訊給所有手機,這段時間,4G訊號平均需要3秒,3G訊號平均需要5秒。

地震預警系統流程

所以從地震發生到手機收到地震警報,大約需要13-20秒的時間,而前面提到S波的速度是每秒3.5公里,所以當手機收到地震警報時,距離震央方圓約45.5-70公里的區域,都已經感受到左右搖動的震波。若以P波每秒6.5公里計算,手機收到地震警報時,距離震央約84.5-130公里的區域,就已感受到上下搖動的震波。

所以這區域內的人,會在感受到地震後才收到地震警報,因此覺得太晚收到訊息了。這塊區域也被稱為預警系統的「盲區」。

下圖利用2021年4月18日花蓮壽豐地震,地震警報訊息的實際時間資料,搭配地圖模擬畫出每一階段,震波(P波)擴散的範圍。

花蓮壽豐地震模擬示意圖-P波

從圖中能看出,氣象局分析完資料傳給NCDR時,震波(P波)已經傳到花蓮縣與南投縣全部區域,宜蘭、新竹、苗栗、台中的部分區域也能感受到震動。而當4G訊號手機收到警告訊息時,除了台北、基隆、屏東之外,所以縣市都能感受到。當3G訊號手機收到警告訊息時,台北部分區域也能感受到震動。

持續加快的預警速度

「日本311大地震時,東京民眾提早一分鐘收到地震警告,台灣也可以嗎?」

目前台灣跟日本使用相同的地震警報方式,日本311地震的預警時間能比較多,是因為距離夠遠,當時的震央距離東京超過300公里,幾乎等於台灣的南北總長度,所以警報簡訊能比地震震波更早送達。

而台灣南北長約300多公里,東西寬約150多公里,目前的地震警報盲區至少需45-70公里,所以預警的時間相對較少。

但這幾年氣象局也持續在縮短氣象局偵測到P波與估算各地震度的時間,減少盲區的範圍。氣象局地震監測課邱俊達課長表示,系統當初剛發展時,如果地震發生在陸域,這段時間約需20-25秒,在2018年時已經縮短為15-25秒,現在則又縮短到10-15秒。

邱課長表示能縮短的原因是即時連線的測站,從當初200多個測站,到現在已經逐漸增加到460多個,未來再持續增加,就有可能再減少時間。而海域的測站因為很少,所以預警時間較長,但也有持續增加,在2018年時東部外海僅有3個,這幾年已多新增6個測站,並舖設620公里的海底電纜連結回岸上。

而基地台發送訊號到手機的時間也持續縮短,NCC基礎設施課表示,當初2016年系統啟用時,經過測試基地台到手機的時間,4G訊號平均需5秒,3G訊號平均需10秒。而在2019年再測試時,4G訊號縮短為平均3秒,3G訊號縮短為平均5秒,可能跟手機性能持續提升有關。而目前的5G訊號,時間則應該跟4G訊號相同,因為5G訊號仍是使用4G設施。

所以未來雖著即時連線的地震測站增加,台灣的地震警報簡訊應該能更快,也就能讓民眾能更早警覺地震的到來,做出相對應的避震措施,例如尋找穩固地點掩蔽等行為。

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核稿編輯:楊士範