台灣地區累積絕對速度於地震規模估計及預警之應用

Abstract

"即時的規模估計在地震預警中是重要的任務之一，地震預警方法可分為現地型及區域型。現地型方法是基於初始P波訊息去預估來襲的地動大小，在破壞性的波到達前，將提供震源附近的預警訊息，但準確度的不確定性相對較大。前人研究利用最終累積絕對速度 (Final Cumulative Absolute Velocity, CAVF)來決定等當量的地震矩規模 (equivalent moment magnitude, Mew)，其規模估計的準確度最高可應用在地震矩規模 (MW, Global Centroid Moment Tensor)為9.0的日本東北大地震，且對於大地震沒有規模飽和的現象。其中，CAVF是個用來描述地震紀錄中有效強地動之總和的地動參數。然而，前人決定CAVF所花費的時間並不適用於地震預警上的應用。為了縮短計算CAVF的時間，本研究利用台灣地區芮氏規模 (ML)大於5.5的64筆地震事件，一共4,754筆來自台灣自由場強地動觀測網 (Taiwan free-field Strong-Motion Instrumentation Program network, TSMIP network)的強地動紀錄，基於現地型預警的方法，建立在P波到時後間隔一秒到二十秒時窗的五個初始地動參數的組合 (CAV, Cumulative Absolute Displacement, Cumulative Absolute Absement, Pd, and τc)與CAVF的線性關係式。結果顯示，CAVF可透過五個初始地動參數的組合來預估，而隨著時窗增加，估計與實際的CAVF在對數上的相關係數從0.77變化到0.97，標準差從0.25變化到0.10。在規模估計的結果中，任一時窗下，Mew與MW的相關係數大約在0.91左右，標準差大約在0.23左右。第一秒時窗下，Mew的準確度最高可應用在MW6.8成功地震，以及找到集集主震之規模下限值為7.0，有效縮短前人在預估MW所花費時間。當地震發生後，本研究結果將對於震央距30km以外的區域能即時給予規模資訊，達預警之功效。此外，在預估最大地動速度 (Peak Ground Velocity, PGV)上，發現到估計的CAVF比起常見的Pd是更佳的指標。"