22丶地表振動舆地震波之關像為何? 至1分丶2分……103度仍可記錄到直接的P波 地震發生時’在震源引起的擾動以彈性波自震 但從103度起’P波因為經過地核而產生折射·又 源向四面八方傳播'經過地球內部或沿地球表面傳 因入射角的關係’折射的P波會出現在143度以 播’產生體波和表面波。如果先不考慮地震波動的 外。是故震央距離在103度至143度之間,只有微 衰減與幾何擴散特性’那麼在地表所感受到的振動 弱地在核心表面繞射的P波可被記錄到’這一段我 應該是先由P波引起的短週期上下振動·隨後為由 們稱為陰影帶( shadow zone)(如下圖) S波引起的短週期水平振動’最後是由表面波引起 的長週期振動°但是’由於地震波的能量一方面會 因幾何擴散而分散到空間中’當地震波傳得愈遠 其單位體積內的能量愈少·因此距離震源愈近的地 區所感受到的振動愈大;另一方面地震波的能量會 震源 因岩層之間的摩擦阻力作用而衰減’當地震波穿過 地層愈久’衰減得愈多’而且以P波的衰減量最大 因此淺層地震的地表上下振動較為明顯’而深層地 震的地表上下振動常衰減到不易為人所察覺。此 外,在地質鬆軟的地區’常由於地震波的重複反射 引起駐波( trapped wave)共振現泉’使得地表振 動程度更加嚴重。 地核 23、何謂频散? 103度 地震波之波速隨頻率改變而改變的性質’稱之 為頻散( dispersion)°頻散為表面波之主要特性 隍影带 陰影帶 可用以探討地球內部之構造 14 143度 24、何胡地震波之隐蔽區? 由於地球內部的結構非常複雜’在各地層地震 波傳遞速度不同’會造成波的折射,因而影響到地 震波的傳播。以P波傳播為例’震央距離從發震地
- 13 - - 14 - 22、地表振動與地震波之關係為何？ 地震發生時，在震源引起的擾動以彈性波自震 源向四面八方傳播，經過地球內部或沿地球表面傳 播，產生體波和表面波。如果先不考慮地震波動的 衰減與幾何擴散特性，那麼在地表所感受到的振動 應該是先由 P 波引起的短週期上下振動，隨後為由 S 波引起的短週期水平振動，最後是由表面波引起 的長週期振動。但是，由於地震波的能量一方面會 因幾何擴散而分散到空間中，當地震波傳得愈遠， 其單位體積內的能量愈少，因此距離震源愈近的地 區所感受到的振動愈大；另一方面地震波的能量會 因岩層之間的摩擦阻力作用而衰減，當地震波穿過 地層愈久，衰減得愈多，而且以 P 波的衰減量最大， 因此淺層地震的地表上下振動較為明顯，而深層地 震的地表上下振動常衰減到不易為人所察覺。此 外，在地質鬆軟的地區，常由於地震波的重複反射 引起駐波（trapped wave）共振現象，使得地表振 動程度更加嚴重。 23、何謂頻散？ 地震波之波速隨頻率改變而改變的性質，稱之 為頻散（dispersion）。頻散為表面波之主要特性， 可用以探討地球內部之構造。 24、何謂地震波之隱蔽區？ 由於地球內部的結構非常複雜，在各地層地震 波傳遞速度不同，會造成波的折射，因而影響到地 震波的傳播。以 P 波傳播為例，震央距離從發震地 至 1 分、2 分⋯⋯103 度仍可記錄到直接的 P 波， 但從 103 度起，P 波因為經過地核而產生折射，又 因入射角的關係，折射的 P 波會出現在 143 度以 外。是故震央距離在 103 度至 143 度之間，只有微 弱地在核心表面繞射的 P 波可被記錄到，這一段我 們稱為陰影帶（shadow zone）（如下圖）
(四)地震规規棋典震度 27、各種地震规棋的計算值都是一樣的嗎? 25、何胡规模? 各種地震規模因量度方式不同而有不同的數 規模( Magnitude)是用以描遽地震大小的尺 值’但皆在表示該地震所釋放出的能量之多寡,所 度’係依其所釋放的能量而定,以一無單位的實數 以各種地震規模間皆有關係式可供互换 表示。 備註∶地震規棋會因不同的觏测及計算方式而 有不同的名稿和數值 26、如何計算规模? 目前世界所通用的地震規模為芮氏規模(M) 在地震報告中所指的地震規模是用來描遽地 乃美國地震學家芮氏於1935年所創。其定義為 震大小的尺度。我國使用芮氏地震規模( Richter 標準扭力式伍德一安德森地震儀 magnitude scale)’亦稱為近震規模( local (Wod- Anderson torsion seismometer)(自由週 magnitude,M),是在1935年為了研究美國加卅 期0.8秒,倍率2800倍’阻尼常數0.8)在距震央 地區發生的地震而制定’使用伍德-安德森扭力式 地震儀(Wood- Anderson 00公里處記錄的最大振幅以微米( Micron,l 10m)計的對數值。其計算公式為 來測量’由觀測點處地震儀所記錄到的地震波最 M=logA-logAo 大振幅的常用對數演算而來。以沒有單位的實數 式中}=標準扭力式地震儀’在某觀測站所記錄 (如6.5)表示。 之最大振幅(以μ為單位)°A=距離修正量;當標 由於當初設計芮氏地震規模時所使用的伍德 準扭力式地震儀於標準地震(M=0)時所記錄之最 安德森扭力式地震儀的限制’當芮氏地震規模大 大振幅 於某數值(约.5)以上時會有「飽和」現象’也 除了芮氏規模(M)外’尚有體波規模(M)及 就是計算出來的所有地震規模值都趨近相同。此 表面波規模(M)°體波規模是根據體波之振幅(A) 外·觀測點距離震央超過約600公里以上時’芮 及週期(T)而定’其關係式為 氏地震規模的計算會產生極大誤差而不適用。於 M=logM/T+Q(△)式中Q(△)為距離修正量。 是地震學家發展出表面波規模( surface wave 表面波規模是根據表面波振幅(A)及週期(T) magnitude,M)和體波規模( body waves 而定’其關係式為 titude’M)來描遽較遠距離的地震規模值 Ms=logA/T+alog△+b 以地震波中特定波相的最大振幅來計算’但是這 式中△為距離;a’b為區域性常數 兩種計算規模的方法’對於大型地震也會有飽和 的周題
- 15 - - 16 - （四）地震規模與震度 25、何謂規模？ 規模（Magnitude）是用以描述地震大小的尺 度，係依其所釋放的能量而定，以一無單位的實數 表示。 26、如何計算規模？ 目前世界所通用的地震規模為芮氏規模（ML）， 乃美國地震學家芮氏於 1935 年所創。其定義為： 一標準扭 力 式伍德－安德森地震儀 （Wood-Anderson torsion seismometer）（自由週 期 0.8 秒，倍 率 2800 倍，阻尼常數 0.8）在距震央 100 公里處記 錄的最大振幅以微米（Micron,1μ =10-6m）計的對數值。其計算公式為： ML=logA-logA0 式中A=標準扭 力式地震儀，在某觀測站所記 錄 之最大振幅（以μ為單位）。A0=距 離修正量；當標 準扭 力式地震儀於標準地震（ML=0）時所記 錄之最 大振幅。 除 了芮氏規模（ML）外，尚有體波規模（Mb）及 表面波規模（Ms）。體波規模是根據體波之振幅（A） 及週期（T）而定，其關係式為： Mb=logA/T+Q（△）式中Q（△）為距 離修正量。 表面波規模是根據表面波振幅（A）及週期（T） 而定，其關係式為： Ms=logA/T+alog△+b 式中△為距 離；a，b 為區域性常數 27、各種地震規模的計算值都是一樣的嗎？ 各種地震規模因量度方式 不同而有 不同的數 值，但皆在表示該地震所釋放出的能量之多寡，所 以各種地震規模間皆有關係式可供互換。 備註：地震規模會因 不同的觀測及計算方式而 有 不同的名稱和數值 在地震報告中所指的地震規模是用 來描述地 震大小的尺度。我國使用芮氏地震規模（Richter magnitude scale），亦稱為近震規模（ local magnitude，ML），是在 1935 年為 了研究美國加州 地區發生的地震而制定，使用伍德-安德森扭 力 式 地震儀（Wood-Anderson torsion seismometer） 來測量，由觀測點處地震儀所記 錄到的地震波最 大振幅的常用對數演算而 來。以沒有單位的實數 （如 6.5）表示。 由於當初設計芮氏地震規模時所使用的伍德- 安德森扭 力式地震儀的限制，當芮氏地震規模大 於某數值（約 7.5）以上時會有「飽和」現象，也 就是計算出 來的所有地震規模值都趨近相同。此 外，觀測點距 離震央超過約 600 公里以上時，芮 氏地震規模的計算會產生極大誤差而 不適用。於 是地震學家發展出表面波規模（surface waves magnitude ， MS ）和體波規模（ body waves magnitude，Mb）來描述較遠距 離的地震規模值， 以地震波中特定波相的最大振幅 來計算，但是這 兩種計算規模的方法，對於大型地震也會有飽和 的問題
到了21世紀初’地震學者採用更能直接反應 雖然所得的規模數值不盡相同’但是回推到地震 地震破裂過程物理特性(如地層錯動的大小和地 本身所釋放能量的大小卻是相似的’就像1.78公 震的能量等)的表示方法即地震矩規模( Moment 尺和178公分,雖然數值不同但都是描遽身高的 magnitude scale’M)來描遽地震大小。其計算 尺度。以下列出近幾年來台灣地區較大地震’我 公式為 國所發布的芮氏地震規模值與美國地質調查所發 Mw=(2/3)logo Mo-6 布地震矩規模的參照表: 氏地震矩 其中M為地震矩’是地震學家用來表示地震所釋 時間芮 放出之能量的數量,定義為 地震規糢規模(USGS) M。=山DS 19909/2101:47 7.3 7.7 集集大地震 ·μ為斷層物質之剛硬係數( rigidity或 shear modulus) 200203114:526.8 花蓮地震 ·D為斷層之平均滑動量(位移)。 200912/1012:38 6.6 6.8 ·S為斷層面積 成功地震 地震矩規模的優點在於它不會發生飽和現 20050603:06 5.9 象。亦即’大於某規模的所有地震之數值都相同 宜蘭地震 的情況將不會發生。另外’此地震矩規模與震源 的物理特性有較直接的聯繫。因此’地震矩規模 已經取代芮氏地震規模成為全球地震學家估算大 規模地震時最常用的尺度。美國地質調查所(U.S. Geological Survey US6S)監測全球地震活動並 發布地震消息’對於規模大於3.5的地震幾乎都 已經使用地震矩規模來描遽地震大小 對同一個地震而言’芮氏地震規模奥地震矩 規模的計算各有其獨特的理論根據與適用範圍
- 17 - 6log)3/2( MW = M010 − DSM 到了 21 世紀初，地震學者採用更能直接反應 地震破裂過程物理特性（如地層錯動的大小和地 震的能量等）的表示方法即地震矩規模 （Moment magnitude scale，MW）來描述地震大小。其計算 公式為: ， 其中 M0 為地震矩，是地震學家用來表示地震所釋 放出之能量的數量，定義為： 0 = µ - 18 - ， • μ 為斷層物質之剛硬係數 (rigidity 或 shear modulus)。 • D 為斷層之平均滑動量 (位移)。 • S 為斷層面積。 地震矩規模的優點在於它不會發生飽和現 象。亦即，大於某規模的所有地震之數值都相同 的情況將不會發生。另外，此地震矩規模與震源 的物理特性有較直接的聯繫。因此，地震矩規模 已經取代芮氏地震規模成為全球地震學家估算大 規模地震時最常用的尺度。美國地質調查所（U.S. Geological Survey，USGS）監測全球地震活動並 發布地震消息，對於規模大於 3.5 的地震幾乎都 已經使用地震矩規模來描述地震大小。 對同一個地震而言，芮氏地震規模與地震矩 規模的計算各有其獨特的理論根據與適用範圍， 雖然所得的規模數值不盡相同，但是回推到地震 本身所釋放能量的大小卻是相似的，就像 1.78 公 尺和 178 公分，雖然數值不同但都是描述身高的 尺度。以下列出近幾年來台灣地區較大地震，我 國所發布的芮氏地震規模值與美國地質調查所發 布地震矩規模的參照表： 時 間 芮 氏 地震規模 地 震 矩 規模（USGS） 1999/09/21 01:47 集集大地震 7.3 7.7 2002/03/31 14:52 花蓮地震 6.8 7.1 2003/12/10 12:38 成功地震 6.6 6.8 2005/06/06 03:06 宜蘭地震 5.9 5.8
在7.0以上時必定會造成重大的災害,而全世界的 28丶地震規棋與所記錄到的最大振幅之關像為 地震站都可以記錄到其地震波。當然’一如前問, 何? 仍應視震源深度而定。 根據規模之定義’其與最大振幅之對數值成正 比’故規模每增加一個單位’表示記錄的振幅大10 82、规棋8.2的地震威力有多大? 如果以轟炸日本廣島的原子彈作為比較的標準 來看’規模8.2的地震’它的能量相當於1000個 29、地震規棋典釋放能量的關像為何? 同類型原子彈的能量。 根據地震學家古騰堡( Gutenberg)之公式 logE=11.8+1.5M 33、如何以地震规棋區分地震之大小? 可知規模每增加一個單位’其所釋放的能量約 地震之大小若以規模區分’則規模小於3.0者 增大30倍。 稱微小地震’等於或大於3.0而小於5.0者稱小地 震’等於或大於5.0而小於7.0者稱中地震等於 30、地震规模倉大是否災情倉大? 或大於7.0者稱大地震 原則上’同一地區之地震規模愈大其所可能尊 致的災害應該愈大。就地震而言’它即是一種能量 84、過去發生之地震其规模(M)奥次數分布情形 的釋放’然後以波的形式向四方傳播。傳播途中 如何? 能量會因摩擦丶吸收等而衰減’又因各岩石的物理 (1)M大於9.0之地震’為最大級之地震’自有地震 性質不同’能量丶振幅等衰減也因而不同(後者是 觀測以來全世界共發生過5次。 較小的因素)。是故在有效距離內’規模愈大’災 (2》M8.0至8.9之地震’為第一級大地震’如震央 害也愈大是不可否認的’而且深層地震所造成的災 在陸上會造成大災害’如震央在海底會引起大 害遠比淺層地震造成的災害為小 海嘯’而且主震後有很多餘震’自1900年以來 全世界大約每年平均發生一次。 31、試問规模多大的地震才會引起災害? (3)M7.0至7.9之地震為相當大的地震’如震央在 通常地震規模愈大·它所釋放的能量亦愈大 陸上會造成大災害’如震央在海底會引起大海 當然所導致的災害也愈大’但仍須視震央與人口的 嘯’自1900年以來,全世界大約每年發生18 稠密地區的遠近而定。一般地震規模在2.5或以上 次 的地震才能感到;在4.5可能有局部輕微的災害 (4)M6.0至6.9之地震’如震央在陸上會造成災
- 19 - - 20 - 28、地震規模與所記錄到的最大振幅之關係為 何？ 根據規模之定義，其與最大振幅之對數值成正 比，故規模每增加一個單位，表示記錄的振幅大 10 倍。 29、地震規模與釋放能量的關係為何？ 根據地震學家古騰堡（Gutenberg）之公式： logE=11.8+1.5ML 可知規模每增加一個單位，其所釋放的能量約 增大 30 倍。 30、地震規模愈大，是否災情愈大？ 原則上，同一地區之地震規模愈大其所可能導 致的災害應該愈大。就地震而言，它即是一種能量 的釋放，然後以波的形式向四方傳播。傳播途中， 能量會因摩擦、吸收等而衰減，又因各岩石的物理 性質不同，能量、振幅等衰減也因而不同（後者是 較小的因素）。是故在有效距離內，規模愈大，災 害也愈大是不可否認的，而且深層地震所造成的災 害遠比淺層地震造成的災害為小。 31、試問規模多大的地震才會引起災害？ 通常地震規模愈大，它所釋放的能量亦愈大， 當然所導致的災害也愈大，但仍須視震央與人口的 稠密地區的遠近而定。一般地震規模在 2.5 或以上 的地震才能感到；在 4.5 可能有局部輕微的災害； 在 7.0 以上時必定會造成重大的災害，而全世界的 地震站都可以記錄到其地震波。當然，一如前問， 仍應視震源深度而定。 32、規模 8.2 的地震威力有多大？ 如果以轟炸日本廣島的原子彈作為比較的標準 來看，規模 8.2 的地震，它的能量相當於 1000 個 同類型原子彈的能量。 33、如何以地震規模區分地震之大小？ 地震之大小若以規模區分，則規模小於 3.0 者 稱微小地震，等於或大於 3.0 而小於 5.0 者稱小地 震，等於或大於 5.0 而小於 7.0 者稱中地震，等於 或大於 7.0 者稱大地震。 34、過去發生之地震其規模（M）與次數分布情形 如何？ (1)M 大於 9.0 之地震，為最大級之地震，自有地震 觀測以來全世界共發生過 5 次。 (2)M 8.0 至 8.9 之地震，為第一級大地震，如震央 在陸上會造成大災害，如震央在海底會引起大 海嘯，而且主震後有很多餘震，自 1900 年以來， 全世界大約每年平均發生一次。 (3)M 7.0 至 7.9 之地震為相當大的地震，如震央在 陸上會造成大災害，如震央在海底會引起大海 嘯，自 1900 年以來，全世界大約每年發生 18 次。 (4)M 6.0 至 6.9 之地震，如震央在陸上會造成災
害’世界上任何主要地震觀測站均可測得其地 交通部中央氣象局地震震度分級表 震波’自1900年以來’每年大約發生120次。 (5)M5.0至5.9之地震’有感區域相當大’震央附 震度地動加速度 人的感受星內情形 屋外情形 近會造成災害’自1900年以來,每年約800次 無感覺。 (6)M4.0至4.9之地震’通常不發生災害’我們通 0.8gal以下 常感到者都是M4以上之地震’自1900年以來 0822ga/静止時可感覺 每年約6,200次 微小搖晃 大多數的人可感電燈等慧掛物有|靜止的汽車輕輕 (7)M3.0至3.9之地震’在震央附近人體可以感 搖晃·類似卡車 到,自1900年以來,每年約49,00(。 2.5-8.0ga/搖晃,睡眠中小摇晃 的人有部分會醒 經遇,但歷時很 (8)M2.0至2.9之地震’人體不能感到’震央附近 觀測站可測得此地震’自1900年以來,每天 幾乎所有的人都房屋震勳’碗|靜止的汽車明顯 約1,000 8-25gal感覺搖晃’有的鬥富發出聲音’|搖勳’電線略有 會有恐懼感。懸掛物搖擺。搖晃 (9)M1.0至1.9之地震’用高倍率地震儀才可以觀 有相當程度的恐房星摇動甚烈·汽車驾駛人略微 測到其地震波’自1900年以來,每天約8,00 懼感’部分的人|底座不穩物品傾有感·電線明顯 25-80gal會尋求躲避的地倒·重傢俱移搖晃·步行中的 (10)M1.0以下之地震’設在適當地點之超高倍率 方·睦眠中的人動,可能有輕微人也感到搖晃 地震儀才可以觀測到此地震。 乎都會驚醒。哭害 大多數人會感到|部分牆壁產生裂|汽車駕駛人明顯 以上所遽僅適用於淺震源之地震 51(82/恶 重傢俱可能感覺地震’有些 牌坊煙囟傾倒 35、何胡震度? 摇晃刺烈以致部分建蔡物受損車驾驶人周率 震度( Intensi ty),是表示地震時地面上的人 250-091困難。 重傢俱翻倒’困雞,出现噴沙 所感受到振動的激烈程度’或物體因受振動所遭受 窗扭曲變形。噴泥现象。 晃劇烈以致無|部分建築物受損山崩地裂·鐵軌 的破壞程度 法依意志行動。嚴重或倒塌·幾彎曲地下管 現今地震儀器已能詳細描遽地震的加速度’所 400gal以上 所有傢俱都大破壞 以震度亦可由加速度值來劃分。震度級以正的整數 移位或摔落地 表示之(見交通部中央氣象局地震震度分級表) 註:1gal=1 cm/sec2
- 21 - - 22 - 害，世界上任何主要地震觀測站均可測得其地 交通部中央氣象局地震震度分級表 震波，自 1900 年 以 來，每 年大約發生 120 次。 震度 分級 地動加速度 範圍 人的感受 屋內情形 屋外情形 0 無 感 0.8gal 以下 人無感覺。 1 微 震 0.8~2.5gal 人靜止時可感覺 微小搖晃。 2 輕 震 2.5~8.0gal 大多數的人可感 到搖晃，睡眠中 的人有部分會醒 來。 電燈等懸掛物有 小搖晃。 靜止的汽車輕輕 搖晃， 類似卡車 經過，但歷時很 短。 3 弱 震 8~25gal 幾乎所有的人都 感覺搖晃，有的 人會有恐懼感。 房屋震動，碗盤 門窗發出聲音， 懸掛物搖擺。 靜止的汽車明顯 搖動，電線略有 搖晃。 4 中 震 25~80gal 有相當程度的恐 懼感，部分的人 會尋求躲避的地 方，睡眠中的人 幾乎都會驚醒。 房屋搖動甚 烈， 底座 不穩物品傾 倒，較重傢俱移 動，可能有輕微 災害。 汽車駕駛人略微 有感，電線明顯 搖晃，步行中的 人也感到搖晃。 5 強 震 80~250gal 大多數人會感到 驚嚇恐慌。 部分牆壁產生 裂 痕，重傢俱可能 翻倒。 汽車駕駛人明顯 感覺地震，有些 牌坊煙囪傾倒。 6 烈 震 250~400gal 搖晃劇 烈以致站 立困難。 部分建築物受損 ，重傢俱翻倒， 門窗扭曲變形。 汽車駕駛人開車 困難，出現噴沙 噴泥現象。 7 劇 震 400gal 以上 搖晃劇 烈以致無 法依意志行動。 部分建築物受損 嚴重或倒塌，幾 乎所有傢俱都 大 幅移位或摔落地 面。 山崩地 裂，鐵軌 彎曲，地下管線 破壞。 (5)M 5.0 至 5.9 之地震，有感區域相當大，震央附 近會造成災害，自 1900 年 以 來，每 年 約 800 次。 (6)M 4.0 至 4.9 之地震，通常 不發生災害，我們通 常感到者都是 M 4 以上之地震，自 1900 年 以 來， 每 年 約 6,200 次。 (7)M 3.0 至 3.9 之地震，在震央附近人體可以感 到，自 1900 年 以 來，每 年 約 49,000 次。 (8)M 2.0 至 2.9 之地震，人體 不能感到，震央附近 之觀測站可測得此地震，自 1900 年 以 來，每 天 約 1,000 次。 (9)M 1.0 至 1.9 之地震，用高倍 率地震儀才可以觀 測到其地震波，自 1900 年 以 來，每天約 8,000 次。 (10)M 1.0 以下之地震，設在適當地點之超高倍 率 地震儀才可以觀測到此地震。 以上所述僅適用於淺震源之地震。 35、何謂震度？ 震度（intensity），是表示地震時地面上的人 所感受到振動的激 烈程度，或物體因受振動所遭受 的破壞程度。 現今地震儀器已能詳細描述地震的加速度，所 以震度亦可由加速度值 來劃分。震度級以正的整數 表示之（見交通部中央氣象局地震震度分級表）。 註：1gal = 1cm/sec2