強震即時警報系統

**強震即時警報**（英語：Earthquake Early Warning，縮寫：EEW），又稱**地震預警**、**地震速報**，是臺灣在地震發生後發布的警報，針對部分地區利用地震波傳遞速度的差異，在較具威脅性但速度較慢的 S 波、表面波到達前，透過電腦軟體、行動應用程式、災防告警細胞廣播訊息系統等方式預先通報，以爭取數秒到數十秒的預警時間。:12014 到 2018 年交通部中央氣象局總共對 314 個地震發布強震即時警報，臺灣島內地震平均在地震發生後 17.3 秒對外發布警報。:102

## 原理

地震發生時，地震的能量藉由地震波傳遞，地震波根據振動方式分為 P 波、S 波與表面波，P 波傳遞速度約為每秒 6 到 7 公里，S 波傳遞速度約為每秒 3 到 4 公里，表面波傳遞速度則小於 S 波。S 波的振幅通常較 P 波大，且 S 波的水平向振動對房屋結構較具破壞性（表面波因包含較多水平向長週期能量也會影響結構物），因此 S 波的破壞性較 P 波強。透過傳遞速度較快而先抵達的 P 波預估破壞性較強的 S 波的振動大小，並在 S 波抵達前發出警報，爭取數秒到數十秒的預警時間，愈靠近震央的地區預警時間愈短。:6

## 類型

強震即時警報可分為區域型（或稱前端偵測型）、現地型與複合型:30。區域型（前端偵測型）是在地震發生後，利用震央附近的地震站所觀測到的地震波，快速計算出地震規模、震央位置與震源深度，並以此預估各地區的震度與地震波到達的時間，再利用快速通訊技術通知各地區。區域型採用較多地震站的資料，需要較長的時間才能完成計算，但精確度較高，適用於距離震央較遠的地區，交通部中央氣象局所發展的強震即時警報系統即屬於區域型。現地型是利用 P 波的振動值，預估之後到達的 S 波的振動大小，並對當地提出警告。現地型採用單一或少數幾個地震站的資料，較區域型快完成運算，在接近震央地區有較快速的預警，但精確度較低，適用於距離震央較近的地區，國家地震工程研究中心即致力於現地型強震即時警報系統的研發。複合型是結合區域型與現地型:30，具有兩者的優點，速度較快且較精準，發展單位有國家地震工程研究中心、三聯科技股份有限公司等。

## 歷史

臺灣地震預警系統設計的動機是 1986 年 11 月 15 日花蓮地震，芮氏規模為 6.8，此次地震主要的災情發生在距離震央 120 公里外的臺北地區，S 波傳遞至少需 30 秒。1994 年中央氣象局在花蓮裝設地震預警的雛形系統，1998 年停止監測，測試結果為對於花蓮地區的地震，平均可在地震發生後 20 秒得到震央位置與地震規模，震央位置誤差平均為 22 公里，地震規模誤差為 0.7。:142001 年中央氣象局開始進行強震即時警報成效的測試。2004 年中央氣象局開始執行「強地動觀測第三期計畫－發展強震即時警報系統」，在 2009 年完成計畫時已將地震測報所需時間縮短至 30 秒內。2008 年國家實驗研究院所屬國家災害防救科技中心、國家地震工程研究中心及國家高速網路與計算中心開始與中央氣象局合作研發強震即時警報系統。

2011 年國家地震工程研究中心公開發表現地型強震即時警報系統。2013 年中央氣象局完成開發強震即時警報接收軟體並開始安裝於臺灣中小學:21，2014 年中央氣象局開始全面對中小學發布強震即時警報，截至 2014 年 9 月，已安裝接收軟體的學校數量為 3500 所以上。2014 年國家地震工程研究中心開始與中華民國教育部及中華民國科技部合作在中小學建置地震預警系統。2014 年中央氣象局與企業合作，推出強震即時警報行動應用程式（app）提供大眾使用。2014 年 12 月 18 日國家地震工程研究中心和中興保全公司共同發表「地震預警服務」，截至 2016 年 12 月，有多所中小學與科技廠商採用。

2016 年 5 月 3 日中華民國行政院表示災防告警細胞廣播訊息系統（又稱災防告警系統）加入中央氣象局的地震資訊，自即日起開始透過手機提供地震速報與地震報告的訊息；5 月 4 日中央氣象局說明災防告警系統於 5 月起與地震速報系統介接先行營運測試；5 月 6 日花蓮縣近海發生芮氏規模 4.7 的地震，災防告警系統首次發送地震報告；5 月 12 日宜蘭縣外海發生芮氏規模 5.8 的地震，災防告警系統首次發送地震速報；5 月 31 日臺灣東北部海域發生芮氏規模 7.2 的地震，災防告警系統第二次發送地震速報。2016 年 8 月 23 日中央氣象局與東森電視合作，自即日起開始透過電視提供地震速報的訊息；9 月 1 日宜蘭縣外海發生芮氏規模 4.8 的地震，東森電視的東森新聞台首次推播地震速報。

2017 年 7 月 31 日中央氣象局舉辦「強震即時警報發布條件調整說明會」；2018 年 1 月中央氣象局調整強震即時警報發布條件，將地震規模 4.5 以上調整為地震規模 4.5 以上且預估有縣市政府所在地的震度達到 3 級以上。2020 年 4 月 6 日中央氣象局提升強震即時警報系統效能，臺灣島內或近海的地震可加速至地震發生後 10 秒完成計算並發布。2021 年 5 月 1 日中央氣象局調整災防告警系統發布條件，統一針對預估震度達到 4 級以上的縣市發送地震速報。2022 年 1 月 1 日中央氣象局調整災防告警系統預估震度的參考點，除原縣市政府所在地外新增 25 個參考位置。

## 作業流程

中央氣象局強震即時警報系統的作業流程分為觸發偵測、地震定位與發布決定三步驟。首先中央氣象局將地震儀資料傳到中心站的電腦，利用地動振幅變化量與背景雜訊的比值進行地震的觸發偵測，超過門檻時即為觸發狀態，當觸發測站超過 5 個時，地震觸發成立，紀錄觸發測站的 P 波到時與位移振幅。接著利用 P 波到時計算地震發生時間、震央位置與震源深度，地震規模則利用 P 波振幅計算，隨著測站資料傳回電腦持續計算與更新，當達到發布條件時即對外發布。:2-3 發布後持續計算，若計算出的地震規模與原先相差 0.5 以上或震央位置與原先相差 20 公里以上時發布更正報。:4 中央氣象局發布檔案的格式為 XML，內含地震發生時間、地震位置、地震規模等地震震源參數，接收端收到後利用最大地動加速度（PGA）衰減公式與地震波傳遞速度，預估震度與地震波到時。:3

國家地震工程研究中心校園地震預警系統的站點分為主站與副站，主站利用強震儀偵測振動訊號，將訊號傳到主機運算，判斷是否發出警報，警報透過廣播系統發布，主機並將警報傳到附近的副站（距離主站約 20－30 公里內），副站接收到警報後利用廣播系統發布。:17-18 國家地震工程研究中心校園地震預警系統亦可整合中央氣象局的區域型強震即時警報系統，以適用不同震央距的情況。:23

## 傳播形式

### 電腦軟體

地震速報訊息是中央氣象局推出的電腦軟體，提供學校、消防、軍方等單位使用，:68 此軟體在接收到中央氣象局伺服器發送的警報，快速計算預估震度與 S 波抵達時間後跳出視窗，顯示所在地的預估震度、S 波抵達剩餘時間，並播放警示音。地牛 Wake Up! 是個人開發的電腦軟體，提供一般民眾下載使用，此軟體在接收到強震即時警報後，顯示所在地的地震波到達剩餘時間、預估震度、震央位置等地震訊息，並播放語音。

### 行動應用程式

中央氣象局與民間廠商共同開發出數個強震即時警報行動應用程式，提供民眾免費下載，中央氣象局也於 2016 年 7 月推出自行開發的行動應用程式，提供強震即時警報、地震報告、海嘯資訊等服務。這些程式利用網路接收中央氣象局傳送的強震即時警報，顯示震波到達剩餘時間、地震規模、預估震度等地震訊息，並以推播、聲音、震動等方式提醒使用者。

### 災防告警細胞廣播訊息系統

災防告警細胞廣播訊息系統是臺灣利用細胞廣播技術，在短時間內大量傳送地震速報、土石流警戒、公路封閉等防災警示訊息到手機，即時通知民眾的系統。根據臺灣電信業者的測試，訊息從電信業者傳到手機約需要 2 到 10 秒。中央氣象局在偵測到地震規模 5.0 以上，透過此系統針對預估震度達到 4 級以上的縣市發送地震速報，接收到訊息時手機會強制發出警報音效與自動跳出警告文字。

### 電視

中央氣象局與電視媒體合作，透過電視推播地震、海嘯、大雷雨等警示訊息，合作媒體有東森電視、三立電視、TVBS、中天電視、中國電視、大愛電視、民間全民電視、公共電視、中華電視與鏡電視。當中央氣象局偵測到地震規模 5.0 以上且預估有縣市政府所在地的震度達到 3 級以上時，即透過網路傳送警報至電視台，由業者將地震訊息插播至節目畫面。:70

## 發布情形

### 中央氣象局

在 2014 到 2020 年，中央氣象局的強震即時警報系統對發生於臺灣島內或臺灣近海的地震，可在地震發生後 20 秒內對外發布警報，對距離震央 70 公里以外的地區提供預警。:43:44:45:46:51:53:53 以 2014 年 5 月 21 日花蓮鳳林地震為例，當日上午 8 點 21 分 14.0 秒，花蓮縣鳳林鎮發生芮氏規模 5.9 的地震，地震發生後 15.4 秒，中央氣象局的強震即時警報系統完成初步地震資訊之定位，並透過電腦軟體「地震速報訊息」通報各縣市消防局、氣象站與中小學；地震發生後 3 分 42 秒，中央氣象局完成地震報告並對外發布。:49 此次地震中央氣象局的強震即時警報總計傳送至 2703 部電腦共花費 0.482 秒:9，震央位置誤差為 2.4 公里，地震規模誤差為 0.1，距離震央約 50 公里以外的地區有數秒到數十秒的預警時間，分別為臺中都會區、嘉義都會區約 10 秒，臺北都會區、臺南都會區約 20 秒，高雄都會區約 30 秒。:46 中央氣象局在 2016 年透過災防告警細胞廣播訊息系統發送 6 次地震速報，2017 年發送 4 次地震速報，2018 年發送 23 次地震速報，2019 年發送 10 次地震速報，2020 年發送 11 次地震速報，2021 年發送 34 次地震速報。

### 國家地震工程研究中心

國家地震工程研究中心在學校建置現地型地震預警系統，另有接收上述主站預警訊息的副站，:19、91 截至 2018 年 12 月，已有 21 個主站、3419 個副站。以 2015 年 2 月 14 日臺東外海地震為例，當日上午 4 點 6 分 31.8 秒，臺東縣外海發生芮氏規模 6.3 的地震，各個站點距離此次地震的震央約 83 到 230 公里，現地型系統可提供 18 到 30 秒的預警時間。:39

### 綜合

2016 年 2 月 6 日上午 3 點 57 分 27.2 秒，高雄市美濃區發生芮氏規模 6.4 的地震，地震發生後約 12.6 秒，中央氣象局發布強震即時警報；地震發生後 7 分 12 秒，中央氣象局發布正式地震報告。此次地震中央氣象局的強震即時警報總計傳送至 1096 部電腦共花費 0.127 秒，:2-3 各縣市學校接收比率為 6.8% 到 49.3%，震央位置誤差為 5.66 公里，地震規模誤差為 0.3，距離震央 50 公里內的屏東、高雄與臺南地區幾乎沒有預警時間，嘉義以北的地區有 5 秒以上的預警時間，臺北地區有 49 秒的預警時間:66，各縣市政府（不含金門縣政府、連江縣政府）所在地有 0 到 52.3 秒的預警時間，預估震度為 1 到 5 級。:4 國家地震工程研究中心的校園地震預警系統（現地型）在這次地震於所設站點可提供 3.8 到 32.8 秒的預警時間，距離震央 70 公里內的站點可提供 3.8 到 10.4 秒的預警時間。:36、80

2018 年 2 月 6 日下午 11 點 50 分 42.6 秒，花蓮縣近海發生芮氏規模 6.0 的地震，地震發生後約 17 秒，中央氣象局發布強震即時警報；地震發生後 5 分 25 秒，中央氣象局發布正式地震報告；:11-12 下午 11 點 51 分 2 秒中央氣象局透過災防告警細胞廣播訊息系統發送地震速報，發送區域為花蓮縣、宜蘭縣、新北市、臺北市；下午 11 點 51 分 3 秒電視台插播地震速報訊息:44。此次地震中央氣象局的強震即時警報傳送至 2934 部電腦共花費 0.141 秒，各縣市學校接收比率為 30.3% 到 81.2%:14，各縣市政府（不含金門縣政府、連江縣政府）所在地有 0 到 39.7 秒的預警時間，預估震度為 2 到 5 級。:8-9 國家地震工程研究中心的現地型地震預警系統在這次地震於所設站點可提供 0 到 20.9 秒的預警時間:3-4。中央氣象局的預警盲區半徑約為 55 公里，國家地震工程研究中心的預警盲區半徑約為 23 公里。:9

## 應用與合作

強震即時警報可應用於民眾緊急避難應變、高速交通工具及時減速、電梯自動停止、瓦斯管線自動關閉等防災措施:14。截至 2019 年，臺灣有 4300 個以上的學校、交通主管機關與防救災單位已安裝強震即時警報接收軟體，以學校而言，在接收到強震即時警報後，可利用廣播、電子看板等方式發出警報，進行疏散或就地庇護。:82014 年有 9 個單位（學術單位和民間廠商）與中央氣象局地震測報中心簽訂「合作推動地震資訊傳遞服務契約」，提供強震即時警報傳遞服務與開發相關應用，包括警報廣播、地震警報器、行動應用程式等，:472015 年合計有 12 個單位與中央氣象局簽訂合作契約:48，2016 年合計有 15 個單位與中央氣象局簽訂合作契約:49-50，2017 年合計有 11 個單位與中央氣象局簽訂合作契約:50，2018 年合計有 13 個單位與中央氣象局簽訂合作契約:56，2019 年合計有 14 個單位與中央氣象局簽訂合作契約:57，2020 年合計有 15 個單位與中央氣象局簽訂合作契約:57。國家地震工程研究中心亦與中華民國科技部、中華民國教育部及民間業者合作建置現地型地震預警系統，此系統配合演練與自動化控制，可降低傷亡與損失。

## 侷限

### 預警盲區

由於強震即時警報系統需要收錄震央附近的地震波資料，且資料處理、通訊系統傳輸需要一定時間，此段時間內地震波仍持續傳播，所以接近震央的地區接收到警報時，S 波可能已經到達，無法做出預警，這些沒有預警時間的地區稱為預警盲區。區域型強震即時警報系統以發生於臺灣內陸的地震而言，平均約需要 18 到 20 秒才能發出警報，預警盲區為距離震央 50－70 公里以內。:5 臺灣島的南北長約 400 公里，東西寬約 150 公里，以區域型系統而言，若大地震發生於島內，臺灣會有大範圍在盲區內，這些區域由於近震央，地震動強、災害嚴重。:8 以 921 大地震的重災區為例，距離震央在 100 公里以內，區域型系統的預警時間不到 10 秒。:38 現地型強震即時警報系統的預警盲區為距離震央 20－30 公里以內。以 921 大地震為例，現地型系統可以分別為臺中縣大里市（今臺中市大里區）、新竹科學園區、臺北市大安區爭取 7、17、27 秒的預警時間，:6 分別距離震央 43、105、152 公里。

### 誤報與漏報

若短時間內地震連續發生，會影響強震即時警報的精確度，可能造成遺漏或誤報。測站背景雜訊、人為干擾、通訊品質不佳等因素也可能造成誤報，例如因為落雷或監測儀器不正常運作而在沒有發生地震時發布警報。2016 年 11 月 12 日上午 11 點 30 分左右，國家地震工程研究中心於嘉義 30 所中小學設置的地震預警系統在無地震的情況下發布警報，原因為港坪國小的跑道施工，重機具輾壓造成振動，觸發警報系統並傳到其他學校所造成。中央氣象局的強震即時警報系統在 2018 年 2 月花蓮地震序列中，2 月 4 日下午 9 點 56 分 41 秒芮氏規模 5.8 地震發生後 1 分鐘的芮氏規模 5.1 地震漏發，2 月 6 日下午 11 點 50 分 42 秒芮氏規模 6.0 地震發生後 3 分鐘的芮氏規模 5.0 地震漏發。:21-242022 年 9 月 18 日下午 8 點 44 分，臺南市及臺東縣分別發生地震，時間相差不到 1 秒，導致強震即時警報系統將兩起地震判斷為同一起，產生誤報。

### 連線問題

大地震發生時，電力、通訊可能中斷，造成觀測、計算與通訊系統無法正常運作，導致強震即時警報系統無法運作或產生更大誤差。在強震即時警報行動應用程式方面，接收訊息會受到開發者的技術能力、手機是否上線、網路是否暢通、距離震央遠近等影響。2016 年 4 月 28 日前後臺灣東部發生數十起地震，有民眾反映程式失效，收不到訊息。2020 年 10 月 7 日有行動應用程式廠商於系統升級時，發出 921 大地震的警報。在災防告警細胞廣播訊息系統方面，接收訊息會受到電信業者的技術、手機型號（是否符合規範）的影響。:69

### 實際應用

2015 年 4 月 20 日中央研究院提出《大規模地震災害防治策略建議書》，建議書中提到臺灣「未能充分運用即時預警資訊，及早應變」，臺灣在強震即時警報系統的研究並不比日本的緊急地震速報系統差，但是在實際應用上大幅落後，主要原因為「災害型地震之差異」、「法規與政策」與「產學落差」。在地震訊息傳遞合作方面，中央氣象局以地震訊息傳遞影響很大為由，合作契約僅與機關或公司單位簽署，個人開發者無法簽署。電腦軟體「地牛 Wake Up!」由個人開發，開發者曾經表示中央氣象局不接受授權申請，無法直接取得強震即時警報。

## 備註

## 參考資料

## 外部連結

* 地震速報 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 中央氣象局地震測報中心（繁體中文）
* YouTube 上的地震動接近孩子之前，絕不放棄任何一秒的機會～氣象局強震即時警報！（繁體中文）
* YouTube 上的系列 15\_鄉民讓你秒懂什麼是地震預警（繁體中文）