強震即時警報

强震即时警报（英语：Earthquake Early Warning，缩写：EEW），又称地震预警、地震速报，是台湾在地震发生后发布的警报，针对部分地区利用地震波传递速度的差异，在较具威胁性但速度较慢的S波、面波到达前，通过电脑软件、移动应用程序、灾防告警细胞广播讯息系统等方式预先通报，以争取数秒到数十秒的预警时间。2018年交通部中央气象局的强震即时警报系统总共发布87次警报，发生于台湾岛内或近海的地震可在地震发生后20秒内对外发布警报，对距离震中70千米以外的地区提供预警。

原理

地震发生时，地震的能量借由地震波传递，地震波根据振动方式分为P波、S波与面波，P波传递速度约为每秒6到7千米，S波传递速度约为每秒3到4千米，面波传递速度则小于S波。S波的振幅通常较P波大，且S波的水平向振动对房屋结构较具破坏性（面波因包含较多水平向长周期能量也会影响结构物），因此S波的破坏性较P波强。通过传递速度较快而先抵达的P波预估破坏性较强的S波的振动大小，并在S波抵达前发出警报，争取数秒到数十秒的预警时间，愈靠近震中的地区预警时间愈短。

类型

强震即时警报可分为区域型（或称前端侦测型）、现地型与复合型。区域型（前端侦测型）是在地震发生后，利用震中附近的地震站所观测到的地震波，快速计算出地震震级、震中位置与震源深度，并以此预估各地区的烈度与地震波到达的时间，再利用快速通信技术通知各地区。区域型采用较多地震站的数据，需要较长的时间才能完成计算，但精确度较高，适用于距离震中较远的地区，交通部中央气象局所发展的强震即时警报系统即属于区域型。现地型是利用P波的振动值，预估之后到达的S波的振动大小，并对当地提出警告。现地型采用单一或少数几个地震站的数据，较区域型快完成运算，在接近震中地区有较快速的预警，但精确度较低，适用于距离震中较近的地区，国家地震工程研究中心即致力于现地型强震即时警报系统的研发。复合型是结合区域型与现地型，具有两者的优点，速度较快且较精准，发展单位有国家地震工程研究中心、三联科技股份有限公司等。

历史

台湾地震预警系统设计的动机是1986年11月15日花莲地震，里氏震级为6.8级，此次地震主要的灾情发生在距离震中120千米外的台北地区，S波传递至少需30秒。1994年中央气象局在花莲装设地震预警的雏形系统，1998年停止监测，测试结果为对于花莲地区的地震，平均可在地震发生后20秒得到震中位置与地震震级，震中位置误差平均为22千米，地震震级误差为0.7级。2001年中央气象局开始进行强震即时警报成效的测试。2004年中央气象局开始运行“强地动观测第三期计画－发展强震即时警报系统”，在2009年完成项目时已将地震测报所需时间缩短至30秒内。2008年国家实验研究院所属国家灾害防救科技中心、国家地震工程研究中心及国家高速网路与计算中心开始与中央气象局合作研发强震即时警报系统。2008年国立台湾大学地质科学系教授吴逸民开始与三联科技公司合作研发Palert 地震P波感测仪，2010年起投入量产与设置，截至2019年8月29日，台湾已设置703个测站。
2011年国家地震工程研究中心公开发表现地型强震即时警报系统。2013年中央气象局完成开发强震即时警报接收软件并开始安装于台湾中小学，2014年中央气象局开始全面对中小学发布强震即时警报，截至2014年9月，已安装接收软件的学校数量为3500所以上。2014年国家地震工程研究中心开始与中华民国教育部及中华民国科技部合作在中小学建置地震预警系统，截至2019年1月，有3403所学校建置完成。2014年中央气象局与企业合作，推出强震即时警报移动应用程序（app）提供大众使用。2014年12月18日国家地震工程研究中心和中兴保全公司共同发表“地震预警服务”，截至2016年12月，有多所中小学与科技厂商采用。
2016年5月3日中华民国行政院表示灾防告警细胞广播讯息系统（又称灾防告警系统）加入中央气象局的地震信息，自即日起开始通过手机提供地震速报与地震报告的消息；5月4日中央气象局说明灾防告警系统于5月起与地震速报系统介接先行营运测试；5月6日花莲县近海发生里氏震级4.7级的地震，灾防告警系统首次发送地震报告；5月12日宜兰县外海发生里氏震级5.8级的地震，灾防告警系统首次发送地震速报；5月31日台湾东北部海域发生里氏震级7.2级的地震，灾防告警系统第二次发送地震速报。2016年8月23日中央气象局与东森电视合作，自即日起开始通过电视提供地震速报的消息；9月1日宜兰县外海发生里氏震级4.8级的地震，东森电视的东森新闻台首次推送地震速报。2017年7月31日中央气象局举办“强震即时警报发布条件调整说明会”；2017年10月中央气象局调整强震即时警报发布条件，将地震震级4.5级以上调整为地震震级4.5级以上且预估有县市政府所在地的烈度达到3级以上。

作业流程

中央气象局强震即时警报系统的作业流程分为触发侦测、地震定位与发布决定三步骤。首先中央气象局将地震仪数据传到中心站的电脑，利用地动振幅变化量与背景噪声的比值进行地震的触发侦测，超过门槛时即为触发状态，当触发测站超过5个时，地震触发成立，纪录触发测站的P波到时与位移振幅。接着利用P波到时计算地震发生时间、震中位置与震源深度，地震震级则利用P波振幅计算，随着测站数据传回电脑持续计算与更新，当达到发布条件时即对外发布。发布后持续计算，若计算出的地震震级与原先相差0.5级以上或震中位置与原先相差20千米以上时发布更正报。中央气象局发布文件的格式为XML，内含地震发生时间、地震位置、地震震级等地震震源参数，接收端收到后利用最大地动加速度（PGA）衰减公式与地震波传递速度，预估烈度与地震波到时。国家地震工程研究中心校园地震预警系统的站点分为主站与副站，主站利用强震仪侦测振动信号，将信号传到主机运算，判断是否为地震所造成，并利用体波震源法或支撑向量机预估最大地动加速度，达到门槛时通过广播系统发布警报，并将警报传到附近的副站（距离主站20－30千米内），副站接收到警报后利用广播系统发布。国家地震工程研究中心校园地震预警系统亦可集成中央气象局的区域型强震即时警报系统，以适用不同震中距的情况。

地震警报器

Palert 地震P波感测仪是国立台湾大学地质科学系教授吴逸民与三联科技公司合作研发的地震警报器，内置4种判断地震的机制。单一测站的Palert可以利用P波的信息，进行现地型的地震预警，Palert连接网络后数据可以回传控制中心，进行区域型的地震预警，现地型系统于2013年3月南投地震与2013年6月南投地震在震中区可以提供1到3秒的预警时间。区域型系统可在地震发生后1分钟内绘制等烈度图。

电脑软件

地震速报讯息是中央气象局推出的电脑软件，提供学校、消防、军方等单位使用，此软件在接收到中央气象局服务器发送的警报，快速计算预估烈度与S波抵达时间后跳出视窗，显示所在地的预估烈度、S波抵达剩余时间，并播放警示音。地牛Wake Up!是个人开发的电脑软件，提供一般民众下载使用，此软件在接收到地震速报后，显示所在地的地震波到达剩余时间、预估烈度、震中位置等地震消息，并播放语音。

移动应用程序

中央气象局与民间厂商共同开发出数个强震即时警报移动应用程序，提供民众免费下载，中央气象局也于2016年7月推出自行开发的移动应用程序，提供强震即时警报、地震报告、海啸信息等服务。这些程序利用网络接收中央气象局发送的强震即时警报，显示震波到达剩余时间、地震震级、预估烈度等地震消息，并以推送、声音、震动等方式提醒用户。

灾防告警细胞广播讯息系统

灾防告警细胞广播讯息系统是台湾利用细胞广播技术，在短时间内大量发送强震即时警报、土石流警戒、公路封闭等防灾警示消息到手机，即时通知民众的系统。根据台湾电信运营商的测试，消息从电信运营商传到手机约需要2到10秒。中央气象局在侦测到地震震级5.0级以上，且预估有县市政府所在地的烈度达到4级以上或台北市政府所在地的烈度达到3级以上时，即通过此系统针对预估县市政府所在地的烈度达到4级以上的县市（台北市则为3级以上）发送地震速报，接收到消息时手机会强制发出警报音效与自动跳出警告文字。

电视

中央气象局与电视媒体合作，通过电视推送地震、海啸、大雷雨等警示消息，截至2019年8月，合作媒体有东森电视、三立电视、TVBS、中天电视、中国电视、大爱电视与民间全民电视。当中央气象局侦测到地震震级5.0级以上且预估有县市政府所在地的烈度达到3级以上时，即通过网络发送警报至电视台，由业者将地震消息插播至节目画面。

综合

2016年2月6日上午3点57分27.2秒，高雄市美浓区发生里氏震级6.4级的地震，地震发生后约12.6秒，中央气象局发布强震即时警报；地震发生后7分12秒，中央气象局发布正式地震报告。此次地震中央气象局的强震即时警报总计发送至1096部电脑共花费0.127秒，各县市学校接收比率为6.8%到49.3%，震中位置误差为5.66千米，地震震级误差为0.3级，距离震中50千米内的屏东、高雄与台南地区几乎没有预警时间，嘉义以北的地区有5秒以上的预警时间，台北地区有49秒的预警时间，各县市政府（不含金门县政府、连江县政府）所在地有0到52.3秒的预警时间，预估烈度为1到5级。Palert地震预警系统在地震发生后约5秒，可估计近似中央气象局发布的地震位置，震中相差6.1千米、震源深度相差2.4千米；地震发生后6.5秒，可估计地震震级。从震中附近到台南地区的Palert测站利用现地型的预警方式，可提供2到5秒的预警时间。国家地震工程研究中心的校园地震预警系统（现地型）在这次地震于所设站点可提供3.8到32.8秒的预警时间，距离震中70千米内的站点可提供3.8到10.4秒的预警时间。
2018年2月6日下午11点50分42.6秒，花莲县近海发生里氏震级6.0级的地震，地震发生后约17秒，中央气象局发布强震即时警报；地震发生后5分25秒，中央气象局发布正式地震报告；下午11点51分2秒中央气象局通过灾防告警细胞广播讯息系统发送地震速报，发送区域为花莲县、宜兰县、新北市、台北市；下午11点51分3秒电视台插播地震速报消息。此次地震中央气象局的强震即时警报发送至2934部电脑共花费0.141秒，各县市学校接收比率为30.3%到81.2%，各县市政府（不含金门县政府、连江县政府）所在地有0到39.7秒的预警时间，预估烈度为2到5级。国家地震工程研究中心的现地型地震预警系统在这次地震于所设站点可提供0到20.9秒的预警时间。中央气象局的预警盲区半径约为55千米，国家地震工程研究中心的预警盲区半径约为23千米。

应用与合作

强震即时警报可应用于民众紧急避难应变、高速交通工具及时减速、电梯自动停止、瓦斯管线自动关闭等防灾措施。截至2018年，台湾有4300个以上的学校、交通主管机关与防救灾单位已安装强震即时警报接收软件，以学校而言，在接收到强震即时警报后，可利用广播、电子看板等方式发出警报，进行疏散或就地庇护。2014年有9个单位（学术单位和民间厂商）与中央气象局地震测报中心签订“合作推动地震资讯传递服务契约”，提供强震即时警报传递服务与开发相关应用，包括警报广播、地震警报器、移动应用程序等，2015年合计有12个单位与中央气象局签订合作契约，2016年合计有15个单位与中央气象局签订合作契约，2017年合计有11个单位与中央气象局签订合作契约，2018年合计有13个单位与中央气象局签订合作契约。国家地震工程研究中心亦与中华民国科技部、中华民国教育部及民间业者合作建置现地型地震预警系统，此系统配合演练与自动化控制，可降低伤亡与损失。

预警盲区

由于强震即时警报系统需要收录震中附近的地震波数据，且数据处理、通信系统传输需要一定时间，此段时间内地震波仍持续传播，所以接近震中的地区接收到警报时，S波可能已经到达，无法做出预警，这些没有预警时间的地区称为预警盲区。区域型强震即时警报系统以发生于台湾内陆的地震而言，平均约需要18到20秒才能发出警报，预警盲区为距离震中50－70千米以内。台湾岛的南北长约400千米，东西宽约150千米，以区域型系统而言，若大地震发生于岛内，台湾会有大范围在盲区内，这些区域由于近震中，地震动强、灾害严重。以921大地震的重灾区为例，距离震中在100千米以内，区域型系统的预警时间不到10秒。现地型强震即时警报系统的预警盲区为距离震中20－30千米以内。以921大地震为例，现地型系统可以分别为台中县大里市（今台中市大里区）、新竹科学园区、台北市大安区争取7、17、27秒的预警时间，分别距离震中43、105、152千米。

误报

若短时间内地震连续发生，会影响强震即时警报的精确度，可能造成遗漏或误报。测站背景噪声、人为干扰、通信质量不佳等因素也可能造成误报，例如因为落雷或监测仪器不正常运作而在没有发生地震时发布警报。2016年11月12日上午11点30分左右，国家地震工程研究中心于嘉义30所中小学设置的地震预警系统在无地震的情况下发布警报，原因为港坪国小的跑道施工，重机具辗压造成振动，触发警报系统并传到其他学校所造成。中央气象局的强震即时警报系统在2018年2月花莲地震序列中，2月4日下午9点56分41秒里氏震级5.8级地震发生后1分钟的里氏震级5.1级地震漏发，2月6日下午11点50分42秒里氏震级6.0级地震发生后3分钟的里氏震级5.0级地震漏发。

连线问题

大地震发生时，电力、通信可能中断，造成观测、计算与通信系统无法正常运作，导致强震即时警报系统无法运作或产生更大误差。在强震即时警报移动应用程序方面，接收消息会受到开发者的技术能力、手机是否上线、网络是否畅通、距离震中远近等影响，2016年4月28日前后台湾东部发生数十起地震，就有民众反映程序失效，收不到消息。在灾防告警细胞广播讯息系统方面，接收消息会受到电信运营商的技术、手机型号（是否符合规范）的影响。

实际应用

2015年4月20日中央研究院提出《大规模地震灾害防治策略建议书》，建议书中提到台湾“未能充分运用即时预警资讯，及早应变”，台湾在强震即时警报系统的研究并不比日本的紧急地震速报系统差，但是在实际应用上大幅落后，主要原因为“灾害型地震之差异”、“法规与政策”与“产学落差”。在地震消息传递合作方面，中央气象局以地震消息传递影响很大为由，合作契约仅与机关或公司单位签署，个人开发者无法签署。电脑软件“地牛Wake Up!”由个人开发，开发者曾经表示中央气象局不接受授权申请，无法直接获取地震速报。