臺灣地震震度之起始與更迭

圖/蔣正興提供

921地震等震度圖。左圖是舊地震分級(0-6級),右圖是目前地震分級(0-7級。左圖6級範圍過廣,無法顯示災區範圍;右圖7級劇震的分布,與重災區範圍相符。(資料來源:中央氣象局)

我國地震震度分級,是沿用日本 1936 至 1948 年使用的震度分級,在 921 地震後,於 2000 年首度修改震度分級,新增 400 gal(cm/s2)以上為震度 7 級。在 2019 年,重新擬定地震震度訂定方式,將震度階調整為 10 級。

地震震度數次修正以提升災害應變效能

地震震度是指地震發生時,民眾感受到晃動的激烈程度,或是造成建築物破壞的程度,可提供救災及地震應變參考。各國震度的設計,皆需與時俱進,用來更明確表示震度與地震災害的關聯性,以便提升救災工作的效率。以日本為例,自 1884 年到現在,共修改 5 次震度階。我國地震震度分級,是沿用日本 1936 至 1948 年的震度分級,在 921 地震後經地震專家學者檢討,於 2000 年首度修改震度分級,新增 400gal(cm/s2)以上為震度 7 級。

921 地震後的震度分級調整

回顧 1999 年 921 地震,當時受災區範圍很大,很難在第一時間劃分重災區範圍,因此降低了救災、運輸等單位的應變措施與效率。 921 地震時在鄰近車籠埔斷層之受災地區,所觀測到的最大地表加速度(PGA)極大,南投縣魚池鄉日月潭氣象站所測得之地動加速度峰值更高達 989.22 gal ,已超過一個重力加速度值(1 G = 980 gal = 980 cm/sec2)。當時的震度分級最高為 6 級,但 6 級震度涵蓋面積廣闊,不利重災區之研判,經邀請地震專家學者審慎檢討後,於 2000 年 8 月調整為 0 級至 7 級共 8 個階級。另依建築技術規則之耐震設計,甲區之加速度為 330 gal,特殊建築物則係數需增加 25 %,故以 400 gal 作為 6 級與 7 級震度的劃分基準,在防震工程上具有重要意義。

 921地震等震度圖。左圖是舊地震分級(0-6級),右圖是目前地震分級(0-7級。左圖6級範圍過廣,無法顯示災區範圍;右圖7級劇震的分布,與重災區範圍相符。(資料來源:中央氣象局)
921 地震等震度圖。左圖是舊地震分級(0 – 6 級),右圖是目前地震分級(0 – 7 級)。左圖 6 級範圍過廣,無法顯示災區範圍;右圖 7 級劇震的分布,與重災區範圍相符。(圖/取自中央氣象局)

震度分級現狀與改進

目前的震度分級雖符合 921 地震的特性,但仍有修改空間。以 2016 年美濃地震為例,臺南地區除新化以外,震度皆為 5 級,美濃地震中臺南受損嚴重的房屋多數在 5 級的範圍內,顯示目前的震度分級仍有改善的空間。成大饒瑞鈞教授指出,美濃地震受損的房屋分布與最大地表加速度關係較低,與最大地表速度 (PGV)及長周期地震波的關係較高。另外, 2018 年花蓮地震的例子,地震災害實際發生位置很難跟現有震度分級對應,花蓮地震災害集中在米崙斷層兩側位置,偏離震度 7 級分布,而 6 級範圍又分布太廣,呈現出震度分布與災害位置關聯性不佳的問題。

美濃地震之最大地表加速度(左圖)與最大地表速度(右圖)分布圖。三角形為受災房屋的位置,美濃地震造成房屋受災的最大地表加速度值主要都在0.25g以下(約5級),最大地表速度較能對應到房屋受災區之分布。(修改自饒瑞鈞,2017)
美濃地震之最大地表加速度(左圖)與最大地表速度(右圖)分布圖。三角形為受災房屋的位置,美濃地震造成房屋受災的最大地表加速度值主要都在 0.25 g 以下(約 5 級),最大地表速度較能對應到房屋受災區之分布。(圖/修改自饒瑞鈞,2017)

迎向新震度分級

中央氣象局(以下簡稱氣象局)近年來陸續更新地震儀與增加測站分布數量,使得地震定位與觀測震度更精準,但同時也可監測出瞬間高震度的資料,因而出現「高震度、低災損」情形,可能影響日後各地震救災、運輸等單位的應變措施與效率。氣象局為此擬定「中央氣象局地震震度分級調整案」,參考了日本氣象廳(JMA)、美國地質調查所(USGS)地震震度分級制度與計算方法,以及國內學者的相關研究,一併考量最大地表加速度(PGA)與最大地表速度(PGV)來計算震度值,重新擬定我國震度訂定方式,擬將震度階調整為 10 級,預計在 2019 年下半年公告實施,期待我國新震度分級的實施。

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