2011/3/31

太陽軌跡成8字形 天文迷拍1年!

2011/03/31 13:49 顧守昌
太陽每天並不是定點上升、降落的,台南天文協會理事長花了一年的時間,定點定時,而且以固定的仰角、方位拍攝太陽,總共拍了36張,他把照片合成之後,太陽的軌跡竟然形成了一個8字形,十分有趣。
你知道太陽每天升起、降落的地點,都不太一樣嗎?秋分的落日,在兩座山中間,夏至時,移到了山的右側,每個月3次定點拍攝日出,1年後,36個軌跡,竟然形成了一個8字,這就是天文迷周銀王拍下來的日行跡合成影像。

天文協會理事長周銀王:「確定了正確的仰角跟方位。」

在公園的石椅上固定角架,每個月的2日、12日及22日的下午1點,他都以回定的仰角減光拍攝太陽,1年下來,拍了36張,原本,每張照片都是黑底白點,合成之後,再加上安平古堡的景,就成了這麼一張8字型的日行跡影像。

天文協會理事長周銀王:「(地球)繞太陽公轉的時候,在自轉時它的傾斜軸,地球自轉的傾斜23.5度,所以說不同的時間,看到的太陽方位是不一樣。」

他說,如果是早上或傍晚低仰角拍攝,日行跡會是平躺的8字,中午時分拍攝,就會形成直立的2,整整一年不間斷的觀測、拍攝,只希望把奇妙的天文景象,與大家一起分享。

原始網頁
2011/03/31 13:49 顧守昌
太陽每天並不是定點上升、降落的,台南天文協會理事長花了一年的時間,定點定時,而且以固定的仰角、方位拍攝太陽,總共拍了36張,他把照片合成之後,太陽的軌跡竟然形成了一個8字形,十分有趣。
你知道太陽每天升起、降落的地點,都不太一樣嗎?秋分的落日,在兩座山中間,夏至時,移到了山的右側,每個月3次定點拍攝日出,1年後,36個軌跡,竟然形成了一個8字,這就是天文迷周銀王拍下來的日行跡合成影像。

天文協會理事長周銀王:「確定了正確的仰角跟方位。」

在公園的石椅上固定角架,每個月的2日、12日及22日的下午1點,他都以回定的仰角減光拍攝太陽,1年下來,拍了36張,原本,每張照片都是黑底白點,合成之後,再加上安平古堡的景,就成了這麼一張8字型的日行跡影像。

天文協會理事長周銀王:「(地球)繞太陽公轉的時候,在自轉時它的傾斜軸,地球自轉的傾斜23.5度,所以說不同的時間,看到的太陽方位是不一樣。」

他說,如果是早上或傍晚低仰角拍攝,日行跡會是平躺的8字,中午時分拍攝,就會形成直立的2,整整一年不間斷的觀測、拍攝,只希望把奇妙的天文景象,與大家一起分享。

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2011/3/29

2011.3.28 宇宙探險幫&參觀低碳特展

我們這群宜蘭幫,來參觀中研院天文所"宇宙探險幫"了

平常難得有機會參觀天文所,
更難得有時間、有場合能和天文學家談天,
活動前,學生們興致勃勃地,卻不知道可以問哪些問題、該問哪些問題。
既期待、又有點不知所措。

感謝中研院在大家都忙碌的情況之下,幫我們的學生安排了四組對談的機會,
每一組對談的天文學家都很親切,
身為老師的特權:可以遊走各組,
缺點也是無法全程參與每一組精彩談話內容。

有小組先由聊天開始,天文學家分享自己投入天文的起點,學生也分享看到繁星點點的感動,
有些小組就像是專業的"討論會",學生聚精會神摘錄重點,
這種感覺很棒~~~
可以從天文學家的言談間看到對科學的執著及熱情,
這些執著和熱情,是在課本上學習不到的、難得的經驗
2011.3.28 中研院宇宙探險幫&低碳特展

網路相簿
我們這群宜蘭幫,來參觀中研院天文所"宇宙探險幫"了

平常難得有機會參觀天文所,
更難得有時間、有場合能和天文學家談天,
活動前,學生們興致勃勃地,卻不知道可以問哪些問題、該問哪些問題。
既期待、又有點不知所措。

感謝中研院在大家都忙碌的情況之下,幫我們的學生安排了四組對談的機會,
每一組對談的天文學家都很親切,
身為老師的特權:可以遊走各組,
缺點也是無法全程參與每一組精彩談話內容。

有小組先由聊天開始,天文學家分享自己投入天文的起點,學生也分享看到繁星點點的感動,
有些小組就像是專業的"討論會",學生聚精會神摘錄重點,
這種感覺很棒~~~
可以從天文學家的言談間看到對科學的執著及熱情,
這些執著和熱情,是在課本上學習不到的、難得的經驗
2011.3.28 中研院宇宙探險幫&低碳特展

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2011/3/24

台灣學者發現/二氧化硫濃度驟升 強震來襲前兆

2011/03/23 04:11 〔自由時報記者王昶閔、湯佳玲/台北報導〕台灣學者研究指出,在強烈地震發生前一、兩天,易監測到空氣中的二氧化硫濃度異常升高,初步研判為斷層活動所釋放的地殼氣體,有潛力成為預測地震的新指標。


日神戶大地震前也有此現象

值得注意的是,日本神戶大地震前一、兩天,當地大氣中也曾監測到二氧化硫異常升高,日本學者懷疑此現象與地震有關。

中研院、台灣大學、文化大學聯合團隊去年在「總體環境科學期刊」(Science of the Total Environment)發表論文,研究者經比對空氣品質監測資料後發現,在九二一大地震(芮氏規模七.三)來襲前,恆春二氧化硫濃度急遽上升,升至背景值的數百倍後緩慢下降,隨之爆發大地震;民國九十一年的三三一大地震(芮氏規模六.八)前,也監測到類似現象。

論文發表後,研究者亦在去年三月四日的高雄甲仙大地震(芮氏規模六.四)發生的前兩天,觀察到恆春二氧化硫濃度異常升高,潮州斷層附近二氧化硫濃度,更是整天處於高峰。

一位不具名的研究團隊成員指出,這些二氧化硫很可能是斷層活動所釋放出的氣體。

二氧化硫是無色氣體,具強烈硫酸味,是酸雨成因之一,亦為大氣中常見空氣污染物。正因大氣中二氧化硫來源相當複雜,研究團隊選擇恆春空氣品質監測站為觀測指標,除因其鄰近恆春斷層外,也因北部有山勢屏障,阻擋鄰近工業區空氣污染,與大陸沙塵暴及污染物。

中央研究院地球科學所研究員汪中和與國科會副主委陳正宏都表示,未曾聽過以二氧化硫當作地震前兆觀測的方式,但若能多一種指標,彼此交互比對,可以得到更可靠的結果。

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2011/03/23 04:11 〔自由時報記者王昶閔、湯佳玲/台北報導〕台灣學者研究指出,在強烈地震發生前一、兩天,易監測到空氣中的二氧化硫濃度異常升高,初步研判為斷層活動所釋放的地殼氣體,有潛力成為預測地震的新指標。


日神戶大地震前也有此現象

值得注意的是,日本神戶大地震前一、兩天,當地大氣中也曾監測到二氧化硫異常升高,日本學者懷疑此現象與地震有關。

中研院、台灣大學、文化大學聯合團隊去年在「總體環境科學期刊」(Science of the Total Environment)發表論文,研究者經比對空氣品質監測資料後發現,在九二一大地震(芮氏規模七.三)來襲前,恆春二氧化硫濃度急遽上升,升至背景值的數百倍後緩慢下降,隨之爆發大地震;民國九十一年的三三一大地震(芮氏規模六.八)前,也監測到類似現象。

論文發表後,研究者亦在去年三月四日的高雄甲仙大地震(芮氏規模六.四)發生的前兩天,觀察到恆春二氧化硫濃度異常升高,潮州斷層附近二氧化硫濃度,更是整天處於高峰。

一位不具名的研究團隊成員指出,這些二氧化硫很可能是斷層活動所釋放出的氣體。

二氧化硫是無色氣體,具強烈硫酸味,是酸雨成因之一,亦為大氣中常見空氣污染物。正因大氣中二氧化硫來源相當複雜,研究團隊選擇恆春空氣品質監測站為觀測指標,除因其鄰近恆春斷層外,也因北部有山勢屏障,阻擋鄰近工業區空氣污染,與大陸沙塵暴及污染物。

中央研究院地球科學所研究員汪中和與國科會副主委陳正宏都表示,未曾聽過以二氧化硫當作地震前兆觀測的方式,但若能多一種指標,彼此交互比對,可以得到更可靠的結果。

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2011/3/23

2011日本大海嘯之初探與省思

國立中央大學 水文與海洋科學研究所
吳祚任 助理教授 2011/3/17

2011年3月11日台北時間下午1:47分,於日本福島縣外海發生規模高達9.0之強烈海底地震,並隨之引發大規模海嘯。海嘯主要侵襲日本福島縣沿海,以及位於福島縣北方之岩手縣,與南方之茨城縣,並造成4000多人死亡及高達一萬多人失蹤。然而更不幸的,本次地震造成福島第一核電廠爆炸與核污染。本文將以日本大海嘯為基礎,探討為何台灣能平安度過本次海嘯威脅。並以台灣為出發點,解釋台灣易受海嘯攻擊之區域。文中並將點出目前岩手縣之海牆設計失敗之原因,以及台灣核電廠對於海嘯災防上之盲點。最後介紹目前台灣在海嘯數值模擬之傲人成果,以及未來台灣海嘯防災新觀念。
簡介

2011年3月11日台北時間下午1點47分,日本外海發生令地球科學家出乎意料之外的大型海底地震,其地震強度高達芮氏規模9.0。該地震隨即引發強烈海嘯,並在10分鐘左右即抵達日本之福島縣,並在仙台、岩手引起高達10公尺之恐怖巨浪。海嘯波甚至往南傳遞到東京市,並在台場、池袋等人潮眾多之購物區造成多處失火,以及幼童眾多之東京迪士尼樂園與海洋世界造成土壤液化等嚴重問題。交通方面新幹線與捷運系統皆停駛,使交通中斷。仙台機場甚至完全被海嘯摧毀,僅機場高樓層部分殘留於海嘯洪水中。

在台灣部分,海嘯波大約於下5點32分抵達台灣,然而台灣所觀測到之海嘯波初達波僅12公分,而後續陸續有海嘯波抵達,高度大約在後壁湖、成功、烏石等處有50公分左有的波高。由於皆未發生於潮汐之高潮時段,因此並未有災情傳出。在太平洋部分,海嘯波分別傳遞至夏威夷、美國西岸與中美洲。但是由於波高都很微弱,且有足夠預警,因此並未傳出重大災情。

探討

我們首先要探討的,第一是為何這海嘯會如此強大?為何會在日本會造成重大災情?又為何台灣或太平洋彼岸沒有災情?要回答上述問題,我們必須先了解海嘯的特性。基本上,海嘯在傳遞過程中,波浪會朝向淺水方向前進,這是由於海嘯波傳的速度正比於水深開根號。所以當海嘯波一端水深較深,而另一端較淺,則海嘯波即轉向淺水地區的原因。這觀念很重要,換個方式描述,當海嘯進入深海區域時,部分海嘯波又會回頭攻擊淺岸地帶。這即是所謂『邊緣波效應』,這效應將會使海嘯能量盤據在沿岸或島嶼周圍。若周圍的海底地形是屬於平坦的斜坡,那麼邊緣波效應將可被完美的發揮出來。如果我們仔細觀察福島的海底地形,就可發現其正好如上所述,屬於漂亮的斜坡地形,所以這能量不容易進入太平洋,反而容易不斷攻擊福島與周圍的海岸(圖1)。
圖1:福島周圍的海底地形呈現寬廣
斜坡地形(紅線圈處),
適合海嘯上溯與邊緣波效應。
星號表震央位置
(底圖來源:Google Map)。

但是即使有邊緣波效應,若本身海嘯強度不夠,仍舊不足以造成災害。福島海嘯之所以如此強烈,主要是該海嘯幾乎擁有所有大海嘯所需的要件:

1. 要有大規模海底地震。這次地震規模9.0,僅次於南亞大海嘯的9.1。非常強烈。
2. 必須為逆斷層。這次地震為板塊隱沒所致,為標準之逆斷層。逆斷層錯動會使海床劇烈垂直抬昇,並抬起大量海水,進而造成海嘯。
3. 震央位置必須夠淺。南亞海嘯震央深度約在地底25公里。而福島地震則僅有10公里。能量能夠更完整地轉換為海嘯能量。
4. 水深要夠深。夠深才有足夠的水體來蘊藏能量。福島海嘯大約發生在水深3公里處,有足夠的深度來儲藏地震能量,進而轉換為海嘯波。
5. 有平整的斜坡。斜坡可以使海嘯放大,並產生邊緣波效應,而福島外海則有漂亮的斜坡。

為何台灣未受影響?

基於以上的因素,福島超級海嘯因此而產生。然而,又為何台灣沒有受到太大的影響呢?這主要還是因為『邊緣波效應』。台灣與日本在地形上是以琉球島弧相連,也就是台灣與日本之間並沒有平坦的深海,因此發自日本的海嘯波會以邊緣波方式,一路彈射至台灣(圖2)。甚至在抵達台灣的第一波海嘯波,其波傳方向並非由東北方傳入(圖3),而是以正東向西直接攻擊至花蓮,其後海嘯波分為兩股,一股朝北繞到宜蘭與基隆,一股往南至墾丁、東港、高雄、與台南。這兩股海嘯波最後匯集於台中港附近。所幸所有的波高都很小,加上非高潮期,因此台灣平安度過這次的海嘯威脅。而台灣之所以沒有很高的波高,也是由於邊緣波效應。須知海嘯波之所以可以傳得又快又遠,這通常是指海嘯在相對平坦的太平洋或大西洋中傳遞過程。在大洋中,海嘯以直線前進,不需轉彎,因此能量消耗很少。但是邊緣波則不然,邊緣波不斷在轉彎,這過程會造成水分子彼此間速度差異,也就是摩擦,而這正是主要能量耗損的來源。因此這次海嘯能量主要還是集中在海嘯源周圍,一旦遠離該區域,能量即迅速消散(圖2)。

圖2:台灣海嘯模式所預測之最大波高圖
與邊緣波效應示意圖。色階為波高,單位
公尺。深灰色箭頭表邊緣波效應。
邊緣波越接近台灣,
其最大波高越小,
入侵台灣以正向花蓮入侵。

圖3:台灣海嘯模式所預測之台灣周圍
最大波高圖。海嘯能量主要集中在宜蘭、
基隆、墾丁、高雄、台南。
海嘯朝花蓮入侵,由南北繞過台灣
而匯聚於台中港。
色階為最大波高,單位公尺。

圖4:台灣周圍海域海底地形圖(Google Map)。

台灣西南海域存在毀滅性海嘯之威脅

有了上述的認知後,我們可以開始檢視台灣的海嘯威脅。要看海嘯威脅,主要還是看海底地形。台灣的海底地形特色是:西部淺又平,東部陡峭,東北有往東南的琉球島弧,宜蘭外海有小斜坡通往沖繩海槽,正南方是呂宋島弧,西南方有個大斜坡(圖4)!若以可以動搖國本的海嘯威脅來看,台灣東北方有許多活躍的海底火山,的確有可能產生海嘯,但是該影響範圍小。宜蘭外海就緊接琉球島弧,這島弧扮演改變海嘯方向之角色,因此即使如1771年石垣島遭到85.4公尺高的海嘯攻擊,但是台灣卻僅有小到可忽略的波高。而來自太平洋之海嘯則由於受到陡峭東岸地形影響,主要能量會被反彈至太平洋。最後就剩位於高屏外海的大斜坡,該斜坡直接面向南中國海,因此我們必須謹慎探討來自南中國海的海嘯威脅。

圖5:情境分析,規模9.0之馬尼拉海溝地震之海嘯初始波高

南中國海的東側為菲律賓呂宋島,呂宋島與台灣僅一海峽相隔。其西岸為惡名昭彰之馬尼拉海溝。該海溝被美國USGS評定為全球最活躍之海溝,該斷層長度極長,與南亞海嘯之斷層雷同,長度皆約1500公里,並且為隱沒型板塊,為歐亞版塊隱沒至菲律賓海版塊。GPS量測結果,每年板塊約以0.87公分錯動,屬活躍斷層。加上從1560年代菲律賓有文字記錄以來,竟無大地震之記錄,甚至近年之監測亦無規模8以上之地震發生。這與南亞大海嘯或是福島大海嘯很像,地殼下的能量不斷在蓄積,非常危險。根據地震重現期分析,馬尼拉海溝發生規模8.5的地震,其重現期為205年,而規模9.0則為667年。由以上的數據可發現,去掉過去440年的人類記錄歷史,面前只剩兩百多年的時間來發生規模9.0的超級地震,而規模8.5的大地震早該卻尚未發生。需注意,這僅是人類記錄的部分,對於440年以前是否有發生大地震則不得而知。更甚者,地震規模又與板塊錯動量有關。前述提到該區域以每年0.87公分錯動,若乘上440年,則錯動量已高達38公尺。南亞海嘯之錯動量為20公尺,而歷史上排名第一的1960年之規模9.5智利海嘯,其錯動量為40公尺。由以上數據可知,馬尼拉海溝已蘊藏相當可觀之能量,未來可能爆發大地震。

根據國立中央大學水文與海洋科學研究所海嘯科學研究室的模擬計算,當馬尼拉斷層發生規模9.0的地震(圖5),海嘯波初達波將於13分鐘後抵達核三廠,15分鐘抵達之墾丁,並於南灣產生高過10公尺之巨浪。接著海嘯繼續攻擊台灣西南岸,淹沒緊鄰海灣之屏東海生館與東港,並接著淹沒高雄與台南靠海之人口稠密區。值得注意的是,部分海嘯波甚至會往東傳遞,並在宜蘭造成高達7.5公尺之波高(圖6)。因此台灣對於來自南中國海的海嘯威脅不可輕忽。
圖6:情境分析之規模9馬尼拉海溝海嘯之淹溢範圍與深度。

為何海牆未發生作用?

一般防治海嘯最有效的方法為構築海牆,只要海牆夠高夠穩,海嘯就可被阻擋在外。這次日本大海嘯,岩手縣宮古市花了30年,築起綿延2公里長,沿著海岸成X型之防波堤,可是卻擋不10公尺的海嘯,這又是為什麼呢?關於這一點,筆者要提出,該海牆設計犯了兩大錯誤:未料敵從寬與誤解海嘯高度。未料敵從寬主要是因為科學家並未料到該地區地震規模竟會高達9.0。這主要是因為有儀器記錄之地震是這一兩百年的事,但是這次地震屬於千年一次之地震,因此以不夠之樣本推估出來之結果是危險的。另外在工程設計上為達料敵從寬之目的,往往會乘上安全係數,通常約在1.5倍左右,以防止設計或工程上疏失,而10公尺的海牆僅可抵擋7公尺不到的水淹,該海牆應未考慮足夠之安全係數。

第二點是誤解海嘯高度。若海嘯入侵內陸後,可由其水體厚度來訂其海嘯高度。許多工程設計包括岩手縣海牆,或甚至台灣核電廠皆以該高度為設計目標。但至是嚴重的錯誤。須知海水入侵內陸時,會由海嘯波轉為海嘯湧潮,也就是類似洪水的行為。海嘯湧潮的速度是越靠近沿岸速度越快,越深入內陸速度越慢。速度停止時海嘯範圍稱為淹溢範圍,此時所有海嘯動能皆轉換為位能。問題在這裡,當海嘯湧潮以高速移動速度時,若遇到阻擋,動能轉位能的結果,會產生堆積或跳躍(圖7),須知海嘯湧潮後方的水體長達兩百公里以上,其源源不絕之海水挹注,若前端海水遭阻攔,則後端海水會壅高。根據數值模擬結果與實驗可發現,此類壅高程度有時可高達原海嘯波之兩倍以上。其中又以靠近海岸最為危險,如核電廠、海牆等。這可說明為何海嘯進入岩手縣宮古市會由原本的10公尺增長至14公尺。
圖7:台灣海嘯模式所模擬之海嘯與結構物撞擊之過程。
可精準計算波浪破碎與空氣捲入情形以及
結構物受力狀況,其有驚人準確度。
圖中可見,由於受結構物阻擋,海嘯水體將壅高1至2倍。

在台灣,官員常說核電廠有考慮海嘯攻擊,其10公尺高的海牆可以阻擋10公尺高的海嘯,由上述分析可知,這論述很令人擔憂。海牆之補強相較於核電公安是便宜且容易的,希望經過這次日本海嘯事件,核電廠能採用目前最新發展之海嘯模擬技術,重新檢查是否有需要做工程結構物上之補強,以防台灣核安危機。

海嘯防災新思維

海嘯的科學研究過去以地球科學為主,主要研究地震與海嘯間之關係,並可粗略計算海嘯抵達沿岸時的波高。而工程方面則重在以實驗或水工模型方法,了解海嘯進入內陸的情形。然而受限於水工模型製作上的困難,以及尺度上的差異,很難完整考慮海嘯生成到近岸,甚至結構物之受力情形。今年來由於電腦科技之發達,特別是台灣之IC產業更是強大,我們應利用台灣此項優勢。因此筆者所領導之海嘯科學研究室耗費五年時間,已成功完成目前世界上最強大之海嘯模式。除可精確計算海嘯如何被生成,如何傳播,如何溯昇與放大,甚至可計算出海嘯與複雜結構物之互制行為,例如海浪碎花之產生,並可精確計算結構物受力情形。更甚者,台灣海嘯模式甚至可模擬海嘯如何入侵內陸,是全面性入侵?或是沿河道入侵?何時入侵至何處?淹水有多深?等皆可模擬得知,並動態呈現。其中傲視全球之技術,可模擬浮木與漂流物行為,甚至連底床淘刷皆可精確計算。這對於判斷重要公共結構物之安全有重大意義,例如海嘯洪水中,核電廠、橋墩、機場等設施之安全性皆可準確評估。
圖8:台灣海嘯模式所預測
海嘯越牆行為與城市淹溢情況

政府對於台灣海嘯預警到目前為止皆無具體對策,這是由於台灣已經平安度過100年左右無海嘯攻擊的歷史,另一方面也因為海嘯預警其實關係到國家與國家間之角力。為使海嘯預警達到最佳效果,目前美國使用的方法是在太平洋沿海大量佈設海底壓力計與浮標,其可將壓力變化換算為海嘯波高變化。當1.5個海嘯波經過後,即可計算出海嘯方向、速度、與規模,並考慮發佈警報。可是當前大概也只有美國有如此強大的國力可以到世界各地佈設海嘯壓力計。而壓力計安裝經費高昂,後續維修也高昂,更不要說容易被漁民捕撈並拆卸其中高價太陽能板與衛星定位裝置。例如2004年南亞海嘯發生後,印度積極於及周遭海域裝設海嘯壓力計與浮標,然而每年約八成以上儀器遭人為盜取,最後不得放棄。但是,這都不是壓力計浮標不適合台灣採用之原因。壓力計浮標最大的問題是反應太慢。當壓力計感應到海嘯波,其必須區分此訊號究竟為生物干擾、颱風、潮汐、或是真的是海嘯。這通常需要至少一個海嘯波經過才能減少誤判。一個海嘯波的週期通常在30分鐘以上,然而,如前所述,南中國海若發生地震,其海嘯波在13分鐘就抵達台灣,因此海底壓力計並不適合台灣選用。

相對於海底壓力計,地震監測則迅速得多。透過各地地震儀之佈設與區域連線,當地震發生後,可在極短時間內準確定位出地震發生地點與規模。因此對於地震海嘯,若能掌握地震參數,則即可進行後端海嘯計算。海嘯防災最重要的是要了解海嘯入侵內陸時的行為。然而完整計算相當費時,因此需採用事前計算與資料庫建置方式執行。過去由於海嘯計算僅能計算至近岸浪高,因此實用性不足。現在我們已經發展全球最先進之台灣海嘯模式,因此海嘯防治也可由此進入新紀元。

新型態台灣海嘯災防之手段與對策

海嘯災害之防治,重點在於確切掌握以下數點:
1. 海嘯於何處發生?規模多大?
2. 海嘯何時抵達台灣?各地波高多高?
3. 各地淹溢範圍多少?海嘯如何入侵城市?
4. 建築物是否能承受海嘯攻擊?是否有重要設施必須補強或撤離?
為達到上述之目的,目前唯一之手段即建立『國家海嘯情勢資料庫』。該資料庫必須確實且完整計算所有可能之侵台海嘯,並模擬侵台海嘯對於陸地與沿岸設施之破壞程度。中央大學海嘯科學研究室已發展完成台灣海嘯計算模式,其可模擬由海嘯起源、海嘯傳播、海嘯入侵內陸、海嘯撞擊結構物(如核電廠、橋梁、房舍)、甚至連結構物周圍之沖刷情形,在中華顧問工程司之計畫贊助下,亦成功開發出海嘯底床沖刷模式(圖9),可精確計算沖刷深度與撞擊力,須知結構物之損毀,除結構物是否能抵抗強大海嘯攻擊力之外,其基礎被海嘯掏空後是否仍可穩固站立為安全之重點。目前能做到上述目的者,全球應不出其二。
圖9:台灣海嘯模式所模擬之海嘯與橋墩交互作用。
上圖,含藍色自由液面與褐色底床。
下圖:底床色階表沖刷深度。為目前本模式為世上極少數
可精準算出底床動態沖刷行為之模式,
對橋梁或結構物安全評估與設計有極大助益。

因此,以目前技術而言,台灣已擁有超過世界水準之海嘯模擬技術,一旦資料庫建立完成,當海底地震被監測到,即可連線調閱資料庫中海嘯災害數據。這當中之耗時預估越30秒不到即可完成。即便在通訊中斷之情況下,國家指揮官仍舊可依據資料庫所提供之數據,了解各地所需調配之救援物資與人力。由本次日本大海嘯的經驗可知,日本的海嘯防災屬於被動型防災策略,亦即當事件發生後,防災中心必須設法與災民聯絡,以了解其需求。可是大型天災發生後,往往道路中斷、電力中斷、通訊中斷,加上虛弱等待救援之災民,救災成效將大打折扣。而『國家海嘯情勢資料庫』則可提供預知的功能,在海嘯來襲之初,即了解可能的災區災情,並可依此事先研擬災區撤退計畫與救援計畫。這種主動式防災概念,將可大幅提昇救援效率,並大量減少傷亡。值得慶幸的是,這概念已被國家接受,行政院國家科學委員會李羅權主任委員已宣告將成立專責機構以建構該資料庫,此為台灣人民之福。

本次日本大海嘯提供台灣許多寶貴經驗,包括明瞭來自日本之海嘯對台灣的影響,日本海嘯防災方式之優點與缺點。更重要的是,本次日本海嘯事件使國家更加謹慎檢查台灣之海嘯災防體系及其弱點,並督促政府逐步改善缺失,以建構更安全之生活環境。

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國立中央大學 水文與海洋科學研究所
吳祚任 助理教授 2011/3/17

2011年3月11日台北時間下午1:47分,於日本福島縣外海發生規模高達9.0之強烈海底地震,並隨之引發大規模海嘯。海嘯主要侵襲日本福島縣沿海,以及位於福島縣北方之岩手縣,與南方之茨城縣,並造成4000多人死亡及高達一萬多人失蹤。然而更不幸的,本次地震造成福島第一核電廠爆炸與核污染。本文將以日本大海嘯為基礎,探討為何台灣能平安度過本次海嘯威脅。並以台灣為出發點,解釋台灣易受海嘯攻擊之區域。文中並將點出目前岩手縣之海牆設計失敗之原因,以及台灣核電廠對於海嘯災防上之盲點。最後介紹目前台灣在海嘯數值模擬之傲人成果,以及未來台灣海嘯防災新觀念。
簡介

2011年3月11日台北時間下午1點47分,日本外海發生令地球科學家出乎意料之外的大型海底地震,其地震強度高達芮氏規模9.0。該地震隨即引發強烈海嘯,並在10分鐘左右即抵達日本之福島縣,並在仙台、岩手引起高達10公尺之恐怖巨浪。海嘯波甚至往南傳遞到東京市,並在台場、池袋等人潮眾多之購物區造成多處失火,以及幼童眾多之東京迪士尼樂園與海洋世界造成土壤液化等嚴重問題。交通方面新幹線與捷運系統皆停駛,使交通中斷。仙台機場甚至完全被海嘯摧毀,僅機場高樓層部分殘留於海嘯洪水中。

在台灣部分,海嘯波大約於下5點32分抵達台灣,然而台灣所觀測到之海嘯波初達波僅12公分,而後續陸續有海嘯波抵達,高度大約在後壁湖、成功、烏石等處有50公分左有的波高。由於皆未發生於潮汐之高潮時段,因此並未有災情傳出。在太平洋部分,海嘯波分別傳遞至夏威夷、美國西岸與中美洲。但是由於波高都很微弱,且有足夠預警,因此並未傳出重大災情。

探討

我們首先要探討的,第一是為何這海嘯會如此強大?為何會在日本會造成重大災情?又為何台灣或太平洋彼岸沒有災情?要回答上述問題,我們必須先了解海嘯的特性。基本上,海嘯在傳遞過程中,波浪會朝向淺水方向前進,這是由於海嘯波傳的速度正比於水深開根號。所以當海嘯波一端水深較深,而另一端較淺,則海嘯波即轉向淺水地區的原因。這觀念很重要,換個方式描述,當海嘯進入深海區域時,部分海嘯波又會回頭攻擊淺岸地帶。這即是所謂『邊緣波效應』,這效應將會使海嘯能量盤據在沿岸或島嶼周圍。若周圍的海底地形是屬於平坦的斜坡,那麼邊緣波效應將可被完美的發揮出來。如果我們仔細觀察福島的海底地形,就可發現其正好如上所述,屬於漂亮的斜坡地形,所以這能量不容易進入太平洋,反而容易不斷攻擊福島與周圍的海岸(圖1)。
圖1:福島周圍的海底地形呈現寬廣
斜坡地形(紅線圈處),
適合海嘯上溯與邊緣波效應。
星號表震央位置
(底圖來源:Google Map)。

但是即使有邊緣波效應,若本身海嘯強度不夠,仍舊不足以造成災害。福島海嘯之所以如此強烈,主要是該海嘯幾乎擁有所有大海嘯所需的要件:

1. 要有大規模海底地震。這次地震規模9.0,僅次於南亞大海嘯的9.1。非常強烈。
2. 必須為逆斷層。這次地震為板塊隱沒所致,為標準之逆斷層。逆斷層錯動會使海床劇烈垂直抬昇,並抬起大量海水,進而造成海嘯。
3. 震央位置必須夠淺。南亞海嘯震央深度約在地底25公里。而福島地震則僅有10公里。能量能夠更完整地轉換為海嘯能量。
4. 水深要夠深。夠深才有足夠的水體來蘊藏能量。福島海嘯大約發生在水深3公里處,有足夠的深度來儲藏地震能量,進而轉換為海嘯波。
5. 有平整的斜坡。斜坡可以使海嘯放大,並產生邊緣波效應,而福島外海則有漂亮的斜坡。

為何台灣未受影響?

基於以上的因素,福島超級海嘯因此而產生。然而,又為何台灣沒有受到太大的影響呢?這主要還是因為『邊緣波效應』。台灣與日本在地形上是以琉球島弧相連,也就是台灣與日本之間並沒有平坦的深海,因此發自日本的海嘯波會以邊緣波方式,一路彈射至台灣(圖2)。甚至在抵達台灣的第一波海嘯波,其波傳方向並非由東北方傳入(圖3),而是以正東向西直接攻擊至花蓮,其後海嘯波分為兩股,一股朝北繞到宜蘭與基隆,一股往南至墾丁、東港、高雄、與台南。這兩股海嘯波最後匯集於台中港附近。所幸所有的波高都很小,加上非高潮期,因此台灣平安度過這次的海嘯威脅。而台灣之所以沒有很高的波高,也是由於邊緣波效應。須知海嘯波之所以可以傳得又快又遠,這通常是指海嘯在相對平坦的太平洋或大西洋中傳遞過程。在大洋中,海嘯以直線前進,不需轉彎,因此能量消耗很少。但是邊緣波則不然,邊緣波不斷在轉彎,這過程會造成水分子彼此間速度差異,也就是摩擦,而這正是主要能量耗損的來源。因此這次海嘯能量主要還是集中在海嘯源周圍,一旦遠離該區域,能量即迅速消散(圖2)。

圖2:台灣海嘯模式所預測之最大波高圖
與邊緣波效應示意圖。色階為波高,單位
公尺。深灰色箭頭表邊緣波效應。
邊緣波越接近台灣,
其最大波高越小,
入侵台灣以正向花蓮入侵。

圖3:台灣海嘯模式所預測之台灣周圍
最大波高圖。海嘯能量主要集中在宜蘭、
基隆、墾丁、高雄、台南。
海嘯朝花蓮入侵,由南北繞過台灣
而匯聚於台中港。
色階為最大波高,單位公尺。

圖4:台灣周圍海域海底地形圖(Google Map)。

台灣西南海域存在毀滅性海嘯之威脅

有了上述的認知後,我們可以開始檢視台灣的海嘯威脅。要看海嘯威脅,主要還是看海底地形。台灣的海底地形特色是:西部淺又平,東部陡峭,東北有往東南的琉球島弧,宜蘭外海有小斜坡通往沖繩海槽,正南方是呂宋島弧,西南方有個大斜坡(圖4)!若以可以動搖國本的海嘯威脅來看,台灣東北方有許多活躍的海底火山,的確有可能產生海嘯,但是該影響範圍小。宜蘭外海就緊接琉球島弧,這島弧扮演改變海嘯方向之角色,因此即使如1771年石垣島遭到85.4公尺高的海嘯攻擊,但是台灣卻僅有小到可忽略的波高。而來自太平洋之海嘯則由於受到陡峭東岸地形影響,主要能量會被反彈至太平洋。最後就剩位於高屏外海的大斜坡,該斜坡直接面向南中國海,因此我們必須謹慎探討來自南中國海的海嘯威脅。

圖5:情境分析,規模9.0之馬尼拉海溝地震之海嘯初始波高

南中國海的東側為菲律賓呂宋島,呂宋島與台灣僅一海峽相隔。其西岸為惡名昭彰之馬尼拉海溝。該海溝被美國USGS評定為全球最活躍之海溝,該斷層長度極長,與南亞海嘯之斷層雷同,長度皆約1500公里,並且為隱沒型板塊,為歐亞版塊隱沒至菲律賓海版塊。GPS量測結果,每年板塊約以0.87公分錯動,屬活躍斷層。加上從1560年代菲律賓有文字記錄以來,竟無大地震之記錄,甚至近年之監測亦無規模8以上之地震發生。這與南亞大海嘯或是福島大海嘯很像,地殼下的能量不斷在蓄積,非常危險。根據地震重現期分析,馬尼拉海溝發生規模8.5的地震,其重現期為205年,而規模9.0則為667年。由以上的數據可發現,去掉過去440年的人類記錄歷史,面前只剩兩百多年的時間來發生規模9.0的超級地震,而規模8.5的大地震早該卻尚未發生。需注意,這僅是人類記錄的部分,對於440年以前是否有發生大地震則不得而知。更甚者,地震規模又與板塊錯動量有關。前述提到該區域以每年0.87公分錯動,若乘上440年,則錯動量已高達38公尺。南亞海嘯之錯動量為20公尺,而歷史上排名第一的1960年之規模9.5智利海嘯,其錯動量為40公尺。由以上數據可知,馬尼拉海溝已蘊藏相當可觀之能量,未來可能爆發大地震。

根據國立中央大學水文與海洋科學研究所海嘯科學研究室的模擬計算,當馬尼拉斷層發生規模9.0的地震(圖5),海嘯波初達波將於13分鐘後抵達核三廠,15分鐘抵達之墾丁,並於南灣產生高過10公尺之巨浪。接著海嘯繼續攻擊台灣西南岸,淹沒緊鄰海灣之屏東海生館與東港,並接著淹沒高雄與台南靠海之人口稠密區。值得注意的是,部分海嘯波甚至會往東傳遞,並在宜蘭造成高達7.5公尺之波高(圖6)。因此台灣對於來自南中國海的海嘯威脅不可輕忽。
圖6:情境分析之規模9馬尼拉海溝海嘯之淹溢範圍與深度。

為何海牆未發生作用?

一般防治海嘯最有效的方法為構築海牆,只要海牆夠高夠穩,海嘯就可被阻擋在外。這次日本大海嘯,岩手縣宮古市花了30年,築起綿延2公里長,沿著海岸成X型之防波堤,可是卻擋不10公尺的海嘯,這又是為什麼呢?關於這一點,筆者要提出,該海牆設計犯了兩大錯誤:未料敵從寬與誤解海嘯高度。未料敵從寬主要是因為科學家並未料到該地區地震規模竟會高達9.0。這主要是因為有儀器記錄之地震是這一兩百年的事,但是這次地震屬於千年一次之地震,因此以不夠之樣本推估出來之結果是危險的。另外在工程設計上為達料敵從寬之目的,往往會乘上安全係數,通常約在1.5倍左右,以防止設計或工程上疏失,而10公尺的海牆僅可抵擋7公尺不到的水淹,該海牆應未考慮足夠之安全係數。

第二點是誤解海嘯高度。若海嘯入侵內陸後,可由其水體厚度來訂其海嘯高度。許多工程設計包括岩手縣海牆,或甚至台灣核電廠皆以該高度為設計目標。但至是嚴重的錯誤。須知海水入侵內陸時,會由海嘯波轉為海嘯湧潮,也就是類似洪水的行為。海嘯湧潮的速度是越靠近沿岸速度越快,越深入內陸速度越慢。速度停止時海嘯範圍稱為淹溢範圍,此時所有海嘯動能皆轉換為位能。問題在這裡,當海嘯湧潮以高速移動速度時,若遇到阻擋,動能轉位能的結果,會產生堆積或跳躍(圖7),須知海嘯湧潮後方的水體長達兩百公里以上,其源源不絕之海水挹注,若前端海水遭阻攔,則後端海水會壅高。根據數值模擬結果與實驗可發現,此類壅高程度有時可高達原海嘯波之兩倍以上。其中又以靠近海岸最為危險,如核電廠、海牆等。這可說明為何海嘯進入岩手縣宮古市會由原本的10公尺增長至14公尺。
圖7:台灣海嘯模式所模擬之海嘯與結構物撞擊之過程。
可精準計算波浪破碎與空氣捲入情形以及
結構物受力狀況,其有驚人準確度。
圖中可見,由於受結構物阻擋,海嘯水體將壅高1至2倍。

在台灣,官員常說核電廠有考慮海嘯攻擊,其10公尺高的海牆可以阻擋10公尺高的海嘯,由上述分析可知,這論述很令人擔憂。海牆之補強相較於核電公安是便宜且容易的,希望經過這次日本海嘯事件,核電廠能採用目前最新發展之海嘯模擬技術,重新檢查是否有需要做工程結構物上之補強,以防台灣核安危機。

海嘯防災新思維

海嘯的科學研究過去以地球科學為主,主要研究地震與海嘯間之關係,並可粗略計算海嘯抵達沿岸時的波高。而工程方面則重在以實驗或水工模型方法,了解海嘯進入內陸的情形。然而受限於水工模型製作上的困難,以及尺度上的差異,很難完整考慮海嘯生成到近岸,甚至結構物之受力情形。今年來由於電腦科技之發達,特別是台灣之IC產業更是強大,我們應利用台灣此項優勢。因此筆者所領導之海嘯科學研究室耗費五年時間,已成功完成目前世界上最強大之海嘯模式。除可精確計算海嘯如何被生成,如何傳播,如何溯昇與放大,甚至可計算出海嘯與複雜結構物之互制行為,例如海浪碎花之產生,並可精確計算結構物受力情形。更甚者,台灣海嘯模式甚至可模擬海嘯如何入侵內陸,是全面性入侵?或是沿河道入侵?何時入侵至何處?淹水有多深?等皆可模擬得知,並動態呈現。其中傲視全球之技術,可模擬浮木與漂流物行為,甚至連底床淘刷皆可精確計算。這對於判斷重要公共結構物之安全有重大意義,例如海嘯洪水中,核電廠、橋墩、機場等設施之安全性皆可準確評估。
圖8:台灣海嘯模式所預測
海嘯越牆行為與城市淹溢情況

政府對於台灣海嘯預警到目前為止皆無具體對策,這是由於台灣已經平安度過100年左右無海嘯攻擊的歷史,另一方面也因為海嘯預警其實關係到國家與國家間之角力。為使海嘯預警達到最佳效果,目前美國使用的方法是在太平洋沿海大量佈設海底壓力計與浮標,其可將壓力變化換算為海嘯波高變化。當1.5個海嘯波經過後,即可計算出海嘯方向、速度、與規模,並考慮發佈警報。可是當前大概也只有美國有如此強大的國力可以到世界各地佈設海嘯壓力計。而壓力計安裝經費高昂,後續維修也高昂,更不要說容易被漁民捕撈並拆卸其中高價太陽能板與衛星定位裝置。例如2004年南亞海嘯發生後,印度積極於及周遭海域裝設海嘯壓力計與浮標,然而每年約八成以上儀器遭人為盜取,最後不得放棄。但是,這都不是壓力計浮標不適合台灣採用之原因。壓力計浮標最大的問題是反應太慢。當壓力計感應到海嘯波,其必須區分此訊號究竟為生物干擾、颱風、潮汐、或是真的是海嘯。這通常需要至少一個海嘯波經過才能減少誤判。一個海嘯波的週期通常在30分鐘以上,然而,如前所述,南中國海若發生地震,其海嘯波在13分鐘就抵達台灣,因此海底壓力計並不適合台灣選用。

相對於海底壓力計,地震監測則迅速得多。透過各地地震儀之佈設與區域連線,當地震發生後,可在極短時間內準確定位出地震發生地點與規模。因此對於地震海嘯,若能掌握地震參數,則即可進行後端海嘯計算。海嘯防災最重要的是要了解海嘯入侵內陸時的行為。然而完整計算相當費時,因此需採用事前計算與資料庫建置方式執行。過去由於海嘯計算僅能計算至近岸浪高,因此實用性不足。現在我們已經發展全球最先進之台灣海嘯模式,因此海嘯防治也可由此進入新紀元。

新型態台灣海嘯災防之手段與對策

海嘯災害之防治,重點在於確切掌握以下數點:
1. 海嘯於何處發生?規模多大?
2. 海嘯何時抵達台灣?各地波高多高?
3. 各地淹溢範圍多少?海嘯如何入侵城市?
4. 建築物是否能承受海嘯攻擊?是否有重要設施必須補強或撤離?
為達到上述之目的,目前唯一之手段即建立『國家海嘯情勢資料庫』。該資料庫必須確實且完整計算所有可能之侵台海嘯,並模擬侵台海嘯對於陸地與沿岸設施之破壞程度。中央大學海嘯科學研究室已發展完成台灣海嘯計算模式,其可模擬由海嘯起源、海嘯傳播、海嘯入侵內陸、海嘯撞擊結構物(如核電廠、橋梁、房舍)、甚至連結構物周圍之沖刷情形,在中華顧問工程司之計畫贊助下,亦成功開發出海嘯底床沖刷模式(圖9),可精確計算沖刷深度與撞擊力,須知結構物之損毀,除結構物是否能抵抗強大海嘯攻擊力之外,其基礎被海嘯掏空後是否仍可穩固站立為安全之重點。目前能做到上述目的者,全球應不出其二。
圖9:台灣海嘯模式所模擬之海嘯與橋墩交互作用。
上圖,含藍色自由液面與褐色底床。
下圖:底床色階表沖刷深度。為目前本模式為世上極少數
可精準算出底床動態沖刷行為之模式,
對橋梁或結構物安全評估與設計有極大助益。

因此,以目前技術而言,台灣已擁有超過世界水準之海嘯模擬技術,一旦資料庫建立完成,當海底地震被監測到,即可連線調閱資料庫中海嘯災害數據。這當中之耗時預估越30秒不到即可完成。即便在通訊中斷之情況下,國家指揮官仍舊可依據資料庫所提供之數據,了解各地所需調配之救援物資與人力。由本次日本大海嘯的經驗可知,日本的海嘯防災屬於被動型防災策略,亦即當事件發生後,防災中心必須設法與災民聯絡,以了解其需求。可是大型天災發生後,往往道路中斷、電力中斷、通訊中斷,加上虛弱等待救援之災民,救災成效將大打折扣。而『國家海嘯情勢資料庫』則可提供預知的功能,在海嘯來襲之初,即了解可能的災區災情,並可依此事先研擬災區撤退計畫與救援計畫。這種主動式防災概念,將可大幅提昇救援效率,並大量減少傷亡。值得慶幸的是,這概念已被國家接受,行政院國家科學委員會李羅權主任委員已宣告將成立專責機構以建構該資料庫,此為台灣人民之福。

本次日本大海嘯提供台灣許多寶貴經驗,包括明瞭來自日本之海嘯對台灣的影響,日本海嘯防災方式之優點與缺點。更重要的是,本次日本海嘯事件使國家更加謹慎檢查台灣之海嘯災防體系及其弱點,並督促政府逐步改善缺失,以建構更安全之生活環境。

原始網頁

Japan earthquake and tsunami日本規模9.0大地震



這是萬芳高中地理科廖振順老師所做的影片
供大家參考

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2011/3/15

恭喜邱大俠作品獲得校園之美"第三名"

恭喜107班邱泰然獲得「第五屆閱讀羅高-校園之美」第三名

學校公告

歷屆得獎名單請見此 恭喜107班邱泰然獲得「第五屆閱讀羅高-校園之美」第三名

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歷屆得獎名單請見此

孫維新老師在2100講超級月亮

2100全民開講 2011年3月13日 Part 5/10
2100全民開講 2011年3月13日 Part 5/10

2011/3/14

2011.3日本地震前後的空拍影像變化

按此連結

第二部分的圖片http://www.abc.net.au/news/events/japan-quake-2011/beforeafter.htm 按此連結

第二部分的圖片http://www.abc.net.au/news/events/japan-quake-2011/beforeafter.htm

2011/3/13

福島的核電廠輻射塵會不會影響台灣?

莊福泰老師,2011/3/13 22:45修改版
我想一定很多人關心如果福島核電廠真的發生最糟的狀況,那台灣會不會受到輻射塵的影響?我想我們還是透過比較科學的思考來探討此一問題,考慮汙染擴散基本上要考慮以下四個因素:第一是汙染源的濃度,第二是汙染源釋放的高度,第三是大氣運動的狀態,第四當然就是距離的因素,其中第一個因素還在未定之天,不過基本上台灣和日本的核電廠都有多重圍阻體,這是和車諾比不同之處,所以汙染源釋放的濃度情形不可以拿來對比,這個部分相信日本政府會盡力去控制,我們就替他們加油鼓勵吧!


第二是汙染源釋放的高度,由於核電廠並沒有煙囪,所以高度不高,一般火力電廠或是垃圾焚化爐為了排放廢氣,通常會將煙囪建得很高,以利汙染物擴散與稀釋,以福島核電廠的現場來看高度並不高,所以汙染物擴散並不太會很快就進入到千公尺以上的高空,以大氣水平運動來看,高度越高風力越強,越容易將汙染物擴散開來,所以這個因素不利於當地,當然對台灣來說我們的風險是下降了。

第三是大氣運動的狀態,我們先看今天的地面天氣圖


中央氣象局20110313上午八點天氣圖

這時在日本東方海面有一個小型高氣壓,高氣壓為順時針旋轉,這時在日本東北區福島縣附近以偏西風為主要風向,這個季節正好是冬夏交替,比較沒有大型的天氣系統主導天氣趨勢,所以天氣的變化比較快速,不過至少這幾一兩天大致上還是以西風為主,所以,對台灣影響也相對較小,當然我們還要考慮高層大氣的風場,因為要傳送到台灣還是要以高空風場為主要考量,如果汙染物擴散到高空隨著高層大氣擴散容易傳送到很遠的地方,我們來看看3月13日850百帕和700百帕的高空風場圖,這兩張圖顯示在日本高空為西風,這個西風和地球的行星風系有關,一般很少隨季節改變,所以,輻射塵要隨高空風傳送到台灣的機率也不高。

2011/3/13中央氣象局發布之
850百帕高空風場圖(帶尾部的就是風的來向)
  
2011/3/13中央氣象局發布之
700百帕高空風場圖
(帶尾部的就是風的來向)

最後就是考量距離了,我們以很簡化的概念來討論此一因素,就是不考慮風速、湍流等因素,只考慮距離,汙染物的擴散是立體的,最簡化的模式是由汙染源向外會擴散成為一個圓錐狀,所以隨著距離越遠擴散的體積越大,汙染物的濃度不是線性比例的下降,而是以對數比例下降,台灣距離福島約2500多公里,以這種距離其汙染物濃度也低到很微量了,何況這個時候台灣也不在下風區,所以這個條件下台灣應該也不用過度擔心。

最後我的結論是,我們在混亂的時代要保持冷靜的心,用更積極的態度去面對問題,而不是亂傳無的放矢的資訊增加大家的恐懼感,唯有冷靜思考並積極作為才是面對重大災難時我們該有的態度,為日本祈禱也為台灣盡一份心力!

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莊福泰老師,2011/3/13 22:45修改版
我想一定很多人關心如果福島核電廠真的發生最糟的狀況,那台灣會不會受到輻射塵的影響?我想我們還是透過比較科學的思考來探討此一問題,考慮汙染擴散基本上要考慮以下四個因素:第一是汙染源的濃度,第二是汙染源釋放的高度,第三是大氣運動的狀態,第四當然就是距離的因素,其中第一個因素還在未定之天,不過基本上台灣和日本的核電廠都有多重圍阻體,這是和車諾比不同之處,所以汙染源釋放的濃度情形不可以拿來對比,這個部分相信日本政府會盡力去控制,我們就替他們加油鼓勵吧!


第二是汙染源釋放的高度,由於核電廠並沒有煙囪,所以高度不高,一般火力電廠或是垃圾焚化爐為了排放廢氣,通常會將煙囪建得很高,以利汙染物擴散與稀釋,以福島核電廠的現場來看高度並不高,所以汙染物擴散並不太會很快就進入到千公尺以上的高空,以大氣水平運動來看,高度越高風力越強,越容易將汙染物擴散開來,所以這個因素不利於當地,當然對台灣來說我們的風險是下降了。

第三是大氣運動的狀態,我們先看今天的地面天氣圖


中央氣象局20110313上午八點天氣圖

這時在日本東方海面有一個小型高氣壓,高氣壓為順時針旋轉,這時在日本東北區福島縣附近以偏西風為主要風向,這個季節正好是冬夏交替,比較沒有大型的天氣系統主導天氣趨勢,所以天氣的變化比較快速,不過至少這幾一兩天大致上還是以西風為主,所以,對台灣影響也相對較小,當然我們還要考慮高層大氣的風場,因為要傳送到台灣還是要以高空風場為主要考量,如果汙染物擴散到高空隨著高層大氣擴散容易傳送到很遠的地方,我們來看看3月13日850百帕和700百帕的高空風場圖,這兩張圖顯示在日本高空為西風,這個西風和地球的行星風系有關,一般很少隨季節改變,所以,輻射塵要隨高空風傳送到台灣的機率也不高。

2011/3/13中央氣象局發布之
850百帕高空風場圖(帶尾部的就是風的來向)
  
2011/3/13中央氣象局發布之
700百帕高空風場圖
(帶尾部的就是風的來向)

最後就是考量距離了,我們以很簡化的概念來討論此一因素,就是不考慮風速、湍流等因素,只考慮距離,汙染物的擴散是立體的,最簡化的模式是由汙染源向外會擴散成為一個圓錐狀,所以隨著距離越遠擴散的體積越大,汙染物的濃度不是線性比例的下降,而是以對數比例下降,台灣距離福島約2500多公里,以這種距離其汙染物濃度也低到很微量了,何況這個時候台灣也不在下風區,所以這個條件下台灣應該也不用過度擔心。

最後我的結論是,我們在混亂的時代要保持冷靜的心,用更積極的態度去面對問題,而不是亂傳無的放矢的資訊增加大家的恐懼感,唯有冷靜思考並積極作為才是面對重大災難時我們該有的態度,為日本祈禱也為台灣盡一份心力!

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2011/3/12

牢記傷痕/震後3分鐘 速發海嘯警報

【聯合報╱編譯田思怡/報導】 2011.03.12 03:21 am

「海嘯」(tsunami)這個字是日本人發明的,源自日文「津波」,即「港邊的波浪」(「津」即「港」)。海嘯由地震引起,位於幾個板塊連接點上的日本,每年平均約有一千次地震,日本史上地震和海嘯災難不斷,也讓日本人練就一身應變本領。

一七○七年的沿海地震引發海嘯,造成四國島數千人喪生。更遠溯到十五世紀,巨浪衝毀奈良山頂上的巨大佛像。



民眾感覺不到一些小地震,對中級地震也習以為常。但一些大地震令他們心有餘悸,例如一九二三年的東京大地震和一九九五年的神戶大地震。

東京居民一直預期會再有大地震,按理早該發生了。日本是全球對地震和海嘯準備最齊備的國家,包括應變系統、基礎建設和民眾教育。

政府大手筆投資監測系統。日本氣象局一九五二年成立海嘯警報中心,從六個位於各地的中心監測海嘯活動,評估由地面和海上地震觀測站送來的資訊,總稱為地震與海嘯觀測系統。

利用這套系統,氣象局在地震發生三分鐘內發布海嘯警報。地震發生後,NHK電視台立刻播出地震發生地點和規模。大部分城鎮有擴音廣播系統,向民眾廣播。

某些鄉下地區,政府發給民眾收音機,收聽疏散指示。學校定期舉行地震演習,成人被告知最近的疏散中心,可能是體育場或公園。基礎建設檢查制度完善,大城市的大樓必須有防震設計。神戶地震後,建築防震規定更嚴格,政府提供民眾檢查屋況的服務。
原始網頁
【聯合報╱編譯田思怡/報導】 2011.03.12 03:21 am

「海嘯」(tsunami)這個字是日本人發明的,源自日文「津波」,即「港邊的波浪」(「津」即「港」)。海嘯由地震引起,位於幾個板塊連接點上的日本,每年平均約有一千次地震,日本史上地震和海嘯災難不斷,也讓日本人練就一身應變本領。

一七○七年的沿海地震引發海嘯,造成四國島數千人喪生。更遠溯到十五世紀,巨浪衝毀奈良山頂上的巨大佛像。



民眾感覺不到一些小地震,對中級地震也習以為常。但一些大地震令他們心有餘悸,例如一九二三年的東京大地震和一九九五年的神戶大地震。

東京居民一直預期會再有大地震,按理早該發生了。日本是全球對地震和海嘯準備最齊備的國家,包括應變系統、基礎建設和民眾教育。

政府大手筆投資監測系統。日本氣象局一九五二年成立海嘯警報中心,從六個位於各地的中心監測海嘯活動,評估由地面和海上地震觀測站送來的資訊,總稱為地震與海嘯觀測系統。

利用這套系統,氣象局在地震發生三分鐘內發布海嘯警報。地震發生後,NHK電視台立刻播出地震發生地點和規模。大部分城鎮有擴音廣播系統,向民眾廣播。

某些鄉下地區,政府發給民眾收音機,收聽疏散指示。學校定期舉行地震演習,成人被告知最近的疏散中心,可能是體育場或公園。基礎建設檢查制度完善,大城市的大樓必須有防震設計。神戶地震後,建築防震規定更嚴格,政府提供民眾檢查屋況的服務。
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東京鐵塔震歪 迪士尼出現窪地

【聯合報╱編譯張佑生/綜合報導】

鐵塔歪強震過後,
「東京鐵塔」頂端明顯歪斜。
(新華社)
 縱然對地震並不陌生,十一日的強震與海嘯仍讓東京民眾戰慄不已。東京鐵塔被震歪,東京迪士尼樂園周邊發生土壤液化,和東京迪士尼海洋主題樂園緊急疏散遊客,十二日不對外營業,全力檢修。
強震發生後,三百三十三公尺高的東京鐵塔頂端明顯傾斜。另外,「東京天空樹」展望台由於有開放民眾參觀,地震發生時管理人員緊急疏散民眾,工程人員約五百人也都全數撤到平地,未傳出傷亡,但有小部分工程支架被震落,整體結構未遭嚴重破壞。

東京迪士尼樂園的停車場淹水,媒體報導,海嘯可能是導致迪士尼停車場淹水的原因,但警方表示,這個現象可能肇因於強震劇烈搖晃導致土壤液化。

警方發言人表示,地震發生時迪士尼樂園和鄰近的東京迪士尼海洋內共有六萬九千人。發言人又說:「遊客已被疏散至安全地點,但因迪士尼樂園周邊發生土壤液化現象,園內有許多水窪。」東京迪士尼海洋建於東京灣的填海造陸新生地上。
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【聯合報╱編譯張佑生/綜合報導】

鐵塔歪強震過後,
「東京鐵塔」頂端明顯歪斜。
(新華社)
 縱然對地震並不陌生,十一日的強震與海嘯仍讓東京民眾戰慄不已。東京鐵塔被震歪,東京迪士尼樂園周邊發生土壤液化,和東京迪士尼海洋主題樂園緊急疏散遊客,十二日不對外營業,全力檢修。
強震發生後,三百三十三公尺高的東京鐵塔頂端明顯傾斜。另外,「東京天空樹」展望台由於有開放民眾參觀,地震發生時管理人員緊急疏散民眾,工程人員約五百人也都全數撤到平地,未傳出傷亡,但有小部分工程支架被震落,整體結構未遭嚴重破壞。

東京迪士尼樂園的停車場淹水,媒體報導,海嘯可能是導致迪士尼停車場淹水的原因,但警方表示,這個現象可能肇因於強震劇烈搖晃導致土壤液化。

警方發言人表示,地震發生時迪士尼樂園和鄰近的東京迪士尼海洋內共有六萬九千人。發言人又說:「遊客已被疏散至安全地點,但因迪士尼樂園周邊發生土壤液化現象,園內有許多水窪。」東京迪士尼海洋建於東京灣的填海造陸新生地上。
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地震預警系統發威 日民眾提前1分逃命

2011/03/12 01:50 陳宜君
(法新社東京11日電) 拜被譽為全球最棒早期預警系統之賜,數百萬日本民眾今天在感覺劇烈震動前約1分鐘,就已獲知強烈地震即將來襲消息。

這套精密系統與日本各地約1000個地震計組成的網絡連線。這些地震計偵測並分析地震的P波(初達波),若預測這些地震的威力強大,就會發布警報。
P波移動得比S波(剪力波)快,不過後者的破壞力較強。這意味在地層開始震動前片刻,民眾就可先獲得地震警報,正好有足夠時間尋找掩蔽物。

日本氣象廳(Japan Meteorological Agency)地震專家內藤宏人(Hirohito Naito)接受法新社訪問時表示:「這套系統運作得很好,因為全國各地民眾可從電視上看到警報。」

地震警報透過廣播、電視和衛星資料傳輸系統發布,特殊訂戶則可透過手機和電子郵件服務接收。

在東京,日本廣播公司(NHK)和民營電視網會中斷正常節目播放,迅速插播地震警訊,並搭配警報聲。

首都東京地區的民眾在約1分鐘後感覺到第1波強大震動,高聳的建築物搖晃不已,大批民眾逃到戶外避難。(譯者:中央社陳宜君)
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2011/03/12 01:50 陳宜君
(法新社東京11日電) 拜被譽為全球最棒早期預警系統之賜,數百萬日本民眾今天在感覺劇烈震動前約1分鐘,就已獲知強烈地震即將來襲消息。

這套精密系統與日本各地約1000個地震計組成的網絡連線。這些地震計偵測並分析地震的P波(初達波),若預測這些地震的威力強大,就會發布警報。
P波移動得比S波(剪力波)快,不過後者的破壞力較強。這意味在地層開始震動前片刻,民眾就可先獲得地震警報,正好有足夠時間尋找掩蔽物。

日本氣象廳(Japan Meteorological Agency)地震專家內藤宏人(Hirohito Naito)接受法新社訪問時表示:「這套系統運作得很好,因為全國各地民眾可從電視上看到警報。」

地震警報透過廣播、電視和衛星資料傳輸系統發布,特殊訂戶則可透過手機和電子郵件服務接收。

在東京,日本廣播公司(NHK)和民營電視網會中斷正常節目播放,迅速插播地震警訊,並搭配警報聲。

首都東京地區的民眾在約1分鐘後感覺到第1波強大震動,高聳的建築物搖晃不已,大批民眾逃到戶外避難。(譯者:中央社陳宜君)
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強震效應 地球自轉變快

2011/03/12 08:49
(中央社台北12日電)你幾乎不會察覺到,但這是個事實。科學家表示,因為日本發生強震,導致昨天地球自轉快了1.6微秒。

美聯社(AP)今天引述美國國家航空暨太空總署(NASA)地球物理學家葛羅斯(Richard Gross)的計算,因為日本發生規模8.9強震,導致地球自轉快了1.6微秒。1微秒是百萬分之一秒。

這次地震造成地球自轉加速的程度,比去年智利地震所造成的影響還大一點,但是2004年蘇門答臘強震,使得當天地球自轉快了6.8微秒。

這次日本地震是1900年以來第5大強震。


東北地震 改變東京地震機率

(中央社巴黎11日綜合外電報導)地震學家今天快速並大量研究數據,希望搞清楚這次撼動日本的規模8.9地震是否使得支撐東京的海濱盆地發生超級大地震的機率增加。東京有3000萬居民。

法新社報導,日本政府地震研究委員會(Earthquake Research Committee)長久以來一直警告,東京在未來數十年發生規模8.0或更大的地震機率很高。

專家說,目前還無法得知今天搖撼日本東北部並引爆10公尺海嘯的地殼變動是否會增加東京發生大地震的機率。

這甚至可能降低東京發生超級大地震的機率。

蘇黎世(Zurich)瑞士地震研究所(Swiss Seismological Service)地震學家渥斯納(Jochen Woessner)說:「科學界將激烈辯論這一點。」

但專家都同意,不管是哪一種情況,今天的地震肯定會造成影響。

北愛爾蘭厄爾斯特大學(University of Ulster)地球物理學教授麥克羅斯基(John McCloskey)提到支撐大東京地區的濱海盆地說:「它與關東平原發生強烈互動的可能性非常高。」

麥克羅斯基說,地震不一定會釋放壓力,有時會重新分配壓力。

他說:「在地震發生時,沒有受災的地方,實際上可能因為鄰近地區發生的地震而承受更多壓力。但我們此刻無法說,這次地震讓下次地震發生機率變高或變低。」

法國史特拉斯堡大學(Strasbourg University)地震學家弗涅(Jerome Vergne)說:「東京發生地震的機率不可能減少。」

他接受訪問時說,只有本次地震震央北部地區的壓力釋放出來。

他說:「壓力增加可能將東京附近發生地震的日子往前拉。」

東京距離海底三向聯結構造(triple junction或稱三重點,三叉點)僅300公里,此地有3個地球板塊交會。

東京位於歐亞板塊上方,在這個板塊下方是菲律賓海板塊(Philippine Sea),從南方潛沒,太平洋板塊又同時從東邊往下滑入歐亞與菲律賓海板塊下方。

潛沒的過程不一定是緩慢且穩定,但發生「黏滑」的情況,會引起大規模震撼,然而不常發生。

專家計算過,東京本身或附近發生大地震,可能造成1兆美元損失。

科學家10年來研發出電腦程式,以3D衡量地球外殼壓力,讓我們得以知道這些壓力可能對鄰近斷層造成什麼影響。

英國德倫大學(Durham University)構造地質學教授霍德華斯(Bob Holdsworth)說,可能需要數日,甚至數週,才能知道東京地底下的地殼定時炸彈引爆時間是否已經改變。

他說:「當某個斷層發生大變動,會影響鄰近斷層的反應。這些斷層與之前一樣,能夠彼此溝通。」

麥克羅斯基說,今天的8.9地震雖然規模更大,嚴格而言,還是2天前規模7.2地震的餘震。

他說:「我們計算出來,9日7.2地震的壓力區,與引發這起地震的壓力區相同。」

他補充說,但要將這些點與數百公里外的東京地區連結起來是非常的困難。

專家也希望找出地球每年數千起地震的發生模式。

霍德華斯指出最近發生在祕魯、印尼、中國及智利的地震:「我們知道地震發生是成串的,以空間或時間來說都是這樣。」

他說:「1957至1964年有類似的發生期,太平洋火環在這段期間發生3起史上規模最大的地震。」

美聯社報導,美國地質調查所(the U.S. Geological Survey)資深地震與地質災害科學顧問艾普爾蓋特(David Applegate)說,今天的地震是將近1200年以來,亞太地區最強烈的地震。

他說,這起地震撕裂240公里長80公里寬的地殼。

他還說,這起地震造成的日本建築物結構受損金額可能高達數千萬美元。1000312

(圖為2004年日本新潟地震災情,中央社檔案照片)
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2011/03/12 08:49
(中央社台北12日電)你幾乎不會察覺到,但這是個事實。科學家表示,因為日本發生強震,導致昨天地球自轉快了1.6微秒。

美聯社(AP)今天引述美國國家航空暨太空總署(NASA)地球物理學家葛羅斯(Richard Gross)的計算,因為日本發生規模8.9強震,導致地球自轉快了1.6微秒。1微秒是百萬分之一秒。

這次地震造成地球自轉加速的程度,比去年智利地震所造成的影響還大一點,但是2004年蘇門答臘強震,使得當天地球自轉快了6.8微秒。

這次日本地震是1900年以來第5大強震。


東北地震 改變東京地震機率

(中央社巴黎11日綜合外電報導)地震學家今天快速並大量研究數據,希望搞清楚這次撼動日本的規模8.9地震是否使得支撐東京的海濱盆地發生超級大地震的機率增加。東京有3000萬居民。

法新社報導,日本政府地震研究委員會(Earthquake Research Committee)長久以來一直警告,東京在未來數十年發生規模8.0或更大的地震機率很高。

專家說,目前還無法得知今天搖撼日本東北部並引爆10公尺海嘯的地殼變動是否會增加東京發生大地震的機率。

這甚至可能降低東京發生超級大地震的機率。

蘇黎世(Zurich)瑞士地震研究所(Swiss Seismological Service)地震學家渥斯納(Jochen Woessner)說:「科學界將激烈辯論這一點。」

但專家都同意,不管是哪一種情況,今天的地震肯定會造成影響。

北愛爾蘭厄爾斯特大學(University of Ulster)地球物理學教授麥克羅斯基(John McCloskey)提到支撐大東京地區的濱海盆地說:「它與關東平原發生強烈互動的可能性非常高。」

麥克羅斯基說,地震不一定會釋放壓力,有時會重新分配壓力。

他說:「在地震發生時,沒有受災的地方,實際上可能因為鄰近地區發生的地震而承受更多壓力。但我們此刻無法說,這次地震讓下次地震發生機率變高或變低。」

法國史特拉斯堡大學(Strasbourg University)地震學家弗涅(Jerome Vergne)說:「東京發生地震的機率不可能減少。」

他接受訪問時說,只有本次地震震央北部地區的壓力釋放出來。

他說:「壓力增加可能將東京附近發生地震的日子往前拉。」

東京距離海底三向聯結構造(triple junction或稱三重點,三叉點)僅300公里,此地有3個地球板塊交會。

東京位於歐亞板塊上方,在這個板塊下方是菲律賓海板塊(Philippine Sea),從南方潛沒,太平洋板塊又同時從東邊往下滑入歐亞與菲律賓海板塊下方。

潛沒的過程不一定是緩慢且穩定,但發生「黏滑」的情況,會引起大規模震撼,然而不常發生。

專家計算過,東京本身或附近發生大地震,可能造成1兆美元損失。

科學家10年來研發出電腦程式,以3D衡量地球外殼壓力,讓我們得以知道這些壓力可能對鄰近斷層造成什麼影響。

英國德倫大學(Durham University)構造地質學教授霍德華斯(Bob Holdsworth)說,可能需要數日,甚至數週,才能知道東京地底下的地殼定時炸彈引爆時間是否已經改變。

他說:「當某個斷層發生大變動,會影響鄰近斷層的反應。這些斷層與之前一樣,能夠彼此溝通。」

麥克羅斯基說,今天的8.9地震雖然規模更大,嚴格而言,還是2天前規模7.2地震的餘震。

他說:「我們計算出來,9日7.2地震的壓力區,與引發這起地震的壓力區相同。」

他補充說,但要將這些點與數百公里外的東京地區連結起來是非常的困難。

專家也希望找出地球每年數千起地震的發生模式。

霍德華斯指出最近發生在祕魯、印尼、中國及智利的地震:「我們知道地震發生是成串的,以空間或時間來說都是這樣。」

他說:「1957至1964年有類似的發生期,太平洋火環在這段期間發生3起史上規模最大的地震。」

美聯社報導,美國地質調查所(the U.S. Geological Survey)資深地震與地質災害科學顧問艾普爾蓋特(David Applegate)說,今天的地震是將近1200年以來,亞太地區最強烈的地震。

他說,這起地震撕裂240公里長80公里寬的地殼。

他還說,這起地震造成的日本建築物結構受損金額可能高達數千萬美元。1000312

(圖為2004年日本新潟地震災情,中央社檔案照片)
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孫維新:太陽風暴 超級月亮 世界末日情結

【聯合報╱孫維新】 2011.03.12 02:20 am

人們似乎有一種自己嚇自己的傾向,不斷地尋找下一個世界末日。在瞭解了2012世界末日的傳言不過是好萊塢電影的宣傳噱頭之後,好事者很快就找到了下一個世界末日,就是2013!因為NASA最近宣布,在這一次太陽活動週期中,太陽表面活動達到極大,也就是磁爆噴發最熱鬧的時候將會推遲一年,延到2013,屆時地球作為太陽近旁的一顆行星,就會像受委屈的小媳婦一樣,對磁爆的不斷轟擊,只能逆來順受,幾次之後,地球也就到了末日了。


要評判這種說法是對是錯,我們先來看幾個數字,太陽的直徑是140萬公里,讓我們假裝當它是150萬公里,地球直徑是12800公里,當它是15000公里,兩者的直徑比大約是一百倍;如果我們將太陽做成一個一公尺直徑的大球,擺在地上大約有半人高,那地球就只能做成一公分大小的小球,比手指甲蓋大不了多少。兩者之間的實際距離是一億五千萬公里,這又剛好是太陽本身直徑的一百倍,所以按比例縮減後,就等於是操場上的一條百米跑道。如果我們要真實地擺出日地距離來,就要先把太陽這個一公尺的球放在百米跑道的起點,然後拿著這個一公分的地球,辛苦地跑到百米跑道的盡頭擱在那兒,路上還得小心,地球太小,別掉了。擺好之後,從太陽的位置看過去,地球不過是百米以外的一個一公分小點,那我們還會以為每次太陽爆發,劇烈的磁爆都會對著我們直撲而來嗎?過去的紀錄告訴我們,太陽磁爆大概每兩三百年能有一回,直接影響起居作息。

近日來的「超級月亮」傳聞更是有趣而無稽,月亮繞地球公轉的軌道是一個明顯的橢圓,有近地點和遠地點,近地點在卅五萬公里左右,遠地點則在四十萬公里之處,平均距離是卅八萬五千公里。每個月都是一次近地,一次遠地,這個規律在蘇東坡「明月幾時有」的慨嘆聲中已然如此,到今天依舊遵循同樣的變化方式,這個月即將來臨的近地點照常落在平常變化的範圍之內,沒有稀奇之處。倒是地球上的天災無日無之,給了好事者穿鑿附會的機會。

前不久「兩個太陽」的說法也十分新奇,話說獵戶座肩膀的那顆星參宿四,已經是一顆走到生命盡頭的紅巨星,「隨時」可能因為中心能量不足導致核心塌縮,而引發一次巨大的恆星爆炸,讓我們的夜空甚至白晝出現一顆亮眼的超新星,但也不過就是一顆亮星而已,參宿四距離太遠,無論爆炸時多亮,都不會出現另一個圓盤狀的太陽高掛天空,所以后羿倒不用擔心又要上工。更何況天文學家所說的「隨時」,可能是在數千上萬年之後,果真如此,那可有得等了。

世界末日的說法在歷史中層出不窮,70年代也曾有過九顆行星排成一線的天象,許多人以為當所有的行星集合發功,地球就將毀於一旦。當時有印度高僧率領門徒,散盡家財,入夜時集合大家,上附近山頂打坐,以迎接第二天末日的到來,沒想到第二天太陽照樣升起,馬照跑,舞照跳,唯一的不同處只是各人的家財都沒了。

科學的態度是自我偵錯,當然也就應該為社會熱情解惑,天災頻仍,各有發生原因,但和每日每月規規矩矩運行的月亮太陽無關,因為地上的災難,怪罪到這個無辜的月球,也真的是扯太遠了!

(作者為台大物理系與天文所教授、國立自然科學博物館館長)
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【聯合報╱孫維新】 2011.03.12 02:20 am

人們似乎有一種自己嚇自己的傾向,不斷地尋找下一個世界末日。在瞭解了2012世界末日的傳言不過是好萊塢電影的宣傳噱頭之後,好事者很快就找到了下一個世界末日,就是2013!因為NASA最近宣布,在這一次太陽活動週期中,太陽表面活動達到極大,也就是磁爆噴發最熱鬧的時候將會推遲一年,延到2013,屆時地球作為太陽近旁的一顆行星,就會像受委屈的小媳婦一樣,對磁爆的不斷轟擊,只能逆來順受,幾次之後,地球也就到了末日了。


要評判這種說法是對是錯,我們先來看幾個數字,太陽的直徑是140萬公里,讓我們假裝當它是150萬公里,地球直徑是12800公里,當它是15000公里,兩者的直徑比大約是一百倍;如果我們將太陽做成一個一公尺直徑的大球,擺在地上大約有半人高,那地球就只能做成一公分大小的小球,比手指甲蓋大不了多少。兩者之間的實際距離是一億五千萬公里,這又剛好是太陽本身直徑的一百倍,所以按比例縮減後,就等於是操場上的一條百米跑道。如果我們要真實地擺出日地距離來,就要先把太陽這個一公尺的球放在百米跑道的起點,然後拿著這個一公分的地球,辛苦地跑到百米跑道的盡頭擱在那兒,路上還得小心,地球太小,別掉了。擺好之後,從太陽的位置看過去,地球不過是百米以外的一個一公分小點,那我們還會以為每次太陽爆發,劇烈的磁爆都會對著我們直撲而來嗎?過去的紀錄告訴我們,太陽磁爆大概每兩三百年能有一回,直接影響起居作息。

近日來的「超級月亮」傳聞更是有趣而無稽,月亮繞地球公轉的軌道是一個明顯的橢圓,有近地點和遠地點,近地點在卅五萬公里左右,遠地點則在四十萬公里之處,平均距離是卅八萬五千公里。每個月都是一次近地,一次遠地,這個規律在蘇東坡「明月幾時有」的慨嘆聲中已然如此,到今天依舊遵循同樣的變化方式,這個月即將來臨的近地點照常落在平常變化的範圍之內,沒有稀奇之處。倒是地球上的天災無日無之,給了好事者穿鑿附會的機會。

前不久「兩個太陽」的說法也十分新奇,話說獵戶座肩膀的那顆星參宿四,已經是一顆走到生命盡頭的紅巨星,「隨時」可能因為中心能量不足導致核心塌縮,而引發一次巨大的恆星爆炸,讓我們的夜空甚至白晝出現一顆亮眼的超新星,但也不過就是一顆亮星而已,參宿四距離太遠,無論爆炸時多亮,都不會出現另一個圓盤狀的太陽高掛天空,所以后羿倒不用擔心又要上工。更何況天文學家所說的「隨時」,可能是在數千上萬年之後,果真如此,那可有得等了。

世界末日的說法在歷史中層出不窮,70年代也曾有過九顆行星排成一線的天象,許多人以為當所有的行星集合發功,地球就將毀於一旦。當時有印度高僧率領門徒,散盡家財,入夜時集合大家,上附近山頂打坐,以迎接第二天末日的到來,沒想到第二天太陽照樣升起,馬照跑,舞照跳,唯一的不同處只是各人的家財都沒了。

科學的態度是自我偵錯,當然也就應該為社會熱情解惑,天災頻仍,各有發生原因,但和每日每月規規矩矩運行的月亮太陽無關,因為地上的災難,怪罪到這個無辜的月球,也真的是扯太遠了!

(作者為台大物理系與天文所教授、國立自然科學博物館館長)
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2011.3.11日本8.9地震 宜蘭地區相關新聞

海嘯警報虛驚 東岸最大浪12公分
2011/03/12 06:30 蘋果日報
連線報導】日本昨規模8.9強震,氣象局首度發布長達3小時的海嘯警報">海嘯警報,東部縣市如臨大敵,不僅首度為此停班停課,相關鐵公路路段也因此停駛或封路約1小時,宜蘭南方澳海邊甚至有居民嚇得一家5口到親戚家避難。不過海嘯波昨傳遞到台灣東部時,最大浪高只有12公分,民眾虛驚一場。

太平洋海嘯中心昨在日本強震後對亞洲發出海嘯警報,中央氣象局也繼2006年11月15日因俄羅斯庫頁島規模8.3強震、對台發出首次海嘯警報後,於昨下午3時30分發布第2次海嘯警報,警告下午5時32分海嘯抵達花蓮、5時36分到達台東、6時4分到達基隆。

宜花東停班停課

由於基隆在1867年曾因海嘯造成嚴重傷亡,昨警報發布後相關單位都如臨大敵,除行政院立刻成立中央災害應變中心,馬英九總統取消所有行程親駐;宜蘭縣、花蓮縣、台東縣昨下午4時都停班停課,並封鎖海岸禁止人車進入,花蓮軍警和海巡並勸離靠海邊的村落2千多人撤往高處。鐵公路昨也首度停駛和封路約1小時因應,台鐵基隆到花蓮間列車為防災停駛,估計約6700人受影響。

海邊居民忙避難

住家離宜蘭南方澳內埤海灘不到20公尺的民眾郭惠卿說:「一家5口到羅東市親戚家避難。」不過也有不少民眾趕到海邊看熱鬧,軍警不斷驅趕,民眾還不滿直呼:「難道世界末日來了?」

據氣象局監測,昨海嘯實際到達時間延遲7到8分鐘,實際海浪水位差最大只有宜蘭烏石港的12公分,約3小時的警報於6時40分解除。另國家災難救援隊及北市國際救援隊也待命,準備隨時前往日本協助搜救。

網友看日本地震
◎jeychieh:有種很快要輪到台灣的不好預感。
◎kanebo998:世界末日喔?
◎BowLongSing:超可怕的,一堆車子被沖來沖去。
◎magee671227:NHK的畫面真的好恐怖,像看電影一樣。
◎ad47:可以看出來日本危機反應超強!
資料來源:台大PTT(telnet://ptt.cc)

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以為世界末日 高中女生全班哭成一團
聯合新文網2011/03/12 08:05 記者吳淑君、熊迺群、甘育瑋、范振和/連線

昨天下午宜花東三縣因海嘯宣布停班停課,一度引發恐慌,民眾爭相詢問災情,花東手機通話量暴增是平常五倍;宜蘭有高中女生以為真實版世界末日就要上演,全班哭成一團。

電信公司花蓮營運處經理游智欽表示,花蓮縣通話量最大的美崙機房,平日五分鐘通話平均量一萬二千多通,昨天下午四時卅分是平日的七倍,第二量大的花崗機房,平日五分鐘平均量八千通,昨尖峰時約增五倍。

家住宜蘭市的孫太太,昨天傍晚見女兒提早放學回來,一把眼淚一把鼻涕,急忙追問發生什麼事,女兒告訴她全班在校「訣別」,她忍不住笑出來。

孫同學說,昨天下午全班看完電影「世界末日」,大家驚駭不已,過沒多久就傳來日本大地震,海嘯襲捲整個縣,場景和電影一模一樣,且海嘯還直衝台灣而來,突然班上有人哭起來。「怎麼辦?海嘯要來了!」「很高興認識大家,和大家當同學,不知還能過明年的生日嗎?」「如果下周一沒來上學,妳們要快來找我喔!」大家你一言我一句道別,全班哭成一團。

宜蘭縣政府昨天下午四點宣布停班停課後,縣府人員反應兩極,有人露出驚恐表情,嚇得趕快收拾東西去接孩子,也有不少人老神在在,拖到五點多才離開縣府,還嘻嘻哈哈得說「我們要去逃難了!」

「海嘯要來?那請耶穌保佑了!」花蓮發布停止上班上課海嘯警報,許多家長驅車趕往學校接孩子,市區交通頓時大亂,短短幾百公尺要走十餘分鐘。

「有海嘯嗎?」學生半信半疑,但能提早下課,心情不像家長那麼沉重;花蓮市美崙區一名婦人詢問管理員,「我們這邊地勢高,我家還在三樓,應該不會有危險吧?」

管理員告訴她,如果連美崙這邊都淹上來,花蓮市恐怕都得泡在海水裡了。
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﹝恐海嘯波及﹞漁船停北岸 艦艇外海待命
自由時報 2011/03/12 04:11

〔自由時報記者楊宜敏/蘇澳報導〕蘇澳民眾聽說海嘯大約會在下午五時四十分過後出現,竟紛紛專程冒雨到海邊或高處等候,希望一睹海嘯真貌,所幸警報解除。

蘇澳區漁會總幹事林月英說,獲悉日本地震海嘯可能會波及台灣東海岸後,漁會考量通知漁船返港避難,但時間太過緊迫,改採透過岸台提醒漁船注意安全;另,原本停靠在第三漁港的漁船,因為水域比較不穩定,靠南岸的漁船怕被海嘯波及,紛紛將漁船駛往北岸停靠;漁會人員也逐一勸離在碼頭邊修補漁具的漁工。

海巡也緊急將停靠在蘇澳港的近十艘艦艇,全數駛向蘇澳港外海一浬處待命,除避免艦艇因海嘯波浪推擠碰撞碼頭受損,也隨時待命馳援救難工作。

民眾高處等候 想看海嘯

接近海嘯可能抵達宜蘭海岸的時間,南方澳內埤海邊、以及位處高處可遠眺內埤海邊的南安國小,陸續出現準備觀看海嘯的民眾,有年輕學生,也有媽媽戴著幼童來等海嘯。但也有民眾抱怨,公所都沒有派員廣播提醒大家海嘯要來了,他們是看到電視裡日本遭到海嘯侵襲的可怕畫面,才想到要到高處避難。

漁村內原本應該還人聲鼎沸的南寧魚市場,還有強調全年無休的連鎖超商,聽說海嘯至少會有五十公分高,全都收拾攤架上的漁貨或拉下鐵門,不做生意了。


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海嘯警報虛驚 東岸最大浪12公分
2011/03/12 06:30 蘋果日報
連線報導】日本昨規模8.9強震,氣象局首度發布長達3小時的海嘯警報">海嘯警報,東部縣市如臨大敵,不僅首度為此停班停課,相關鐵公路路段也因此停駛或封路約1小時,宜蘭南方澳海邊甚至有居民嚇得一家5口到親戚家避難。不過海嘯波昨傳遞到台灣東部時,最大浪高只有12公分,民眾虛驚一場。

太平洋海嘯中心昨在日本強震後對亞洲發出海嘯警報,中央氣象局也繼2006年11月15日因俄羅斯庫頁島規模8.3強震、對台發出首次海嘯警報後,於昨下午3時30分發布第2次海嘯警報,警告下午5時32分海嘯抵達花蓮、5時36分到達台東、6時4分到達基隆。

宜花東停班停課

由於基隆在1867年曾因海嘯造成嚴重傷亡,昨警報發布後相關單位都如臨大敵,除行政院立刻成立中央災害應變中心,馬英九總統取消所有行程親駐;宜蘭縣、花蓮縣、台東縣昨下午4時都停班停課,並封鎖海岸禁止人車進入,花蓮軍警和海巡並勸離靠海邊的村落2千多人撤往高處。鐵公路昨也首度停駛和封路約1小時因應,台鐵基隆到花蓮間列車為防災停駛,估計約6700人受影響。

海邊居民忙避難

住家離宜蘭南方澳內埤海灘不到20公尺的民眾郭惠卿說:「一家5口到羅東市親戚家避難。」不過也有不少民眾趕到海邊看熱鬧,軍警不斷驅趕,民眾還不滿直呼:「難道世界末日來了?」

據氣象局監測,昨海嘯實際到達時間延遲7到8分鐘,實際海浪水位差最大只有宜蘭烏石港的12公分,約3小時的警報於6時40分解除。另國家災難救援隊及北市國際救援隊也待命,準備隨時前往日本協助搜救。

網友看日本地震
◎jeychieh:有種很快要輪到台灣的不好預感。
◎kanebo998:世界末日喔?
◎BowLongSing:超可怕的,一堆車子被沖來沖去。
◎magee671227:NHK的畫面真的好恐怖,像看電影一樣。
◎ad47:可以看出來日本危機反應超強!
資料來源:台大PTT(telnet://ptt.cc)

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以為世界末日 高中女生全班哭成一團
聯合新文網2011/03/12 08:05 記者吳淑君、熊迺群、甘育瑋、范振和/連線

昨天下午宜花東三縣因海嘯宣布停班停課,一度引發恐慌,民眾爭相詢問災情,花東手機通話量暴增是平常五倍;宜蘭有高中女生以為真實版世界末日就要上演,全班哭成一團。

電信公司花蓮營運處經理游智欽表示,花蓮縣通話量最大的美崙機房,平日五分鐘通話平均量一萬二千多通,昨天下午四時卅分是平日的七倍,第二量大的花崗機房,平日五分鐘平均量八千通,昨尖峰時約增五倍。

家住宜蘭市的孫太太,昨天傍晚見女兒提早放學回來,一把眼淚一把鼻涕,急忙追問發生什麼事,女兒告訴她全班在校「訣別」,她忍不住笑出來。

孫同學說,昨天下午全班看完電影「世界末日」,大家驚駭不已,過沒多久就傳來日本大地震,海嘯襲捲整個縣,場景和電影一模一樣,且海嘯還直衝台灣而來,突然班上有人哭起來。「怎麼辦?海嘯要來了!」「很高興認識大家,和大家當同學,不知還能過明年的生日嗎?」「如果下周一沒來上學,妳們要快來找我喔!」大家你一言我一句道別,全班哭成一團。

宜蘭縣政府昨天下午四點宣布停班停課後,縣府人員反應兩極,有人露出驚恐表情,嚇得趕快收拾東西去接孩子,也有不少人老神在在,拖到五點多才離開縣府,還嘻嘻哈哈得說「我們要去逃難了!」

「海嘯要來?那請耶穌保佑了!」花蓮發布停止上班上課海嘯警報,許多家長驅車趕往學校接孩子,市區交通頓時大亂,短短幾百公尺要走十餘分鐘。

「有海嘯嗎?」學生半信半疑,但能提早下課,心情不像家長那麼沉重;花蓮市美崙區一名婦人詢問管理員,「我們這邊地勢高,我家還在三樓,應該不會有危險吧?」

管理員告訴她,如果連美崙這邊都淹上來,花蓮市恐怕都得泡在海水裡了。
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﹝恐海嘯波及﹞漁船停北岸 艦艇外海待命
自由時報 2011/03/12 04:11

〔自由時報記者楊宜敏/蘇澳報導〕蘇澳民眾聽說海嘯大約會在下午五時四十分過後出現,竟紛紛專程冒雨到海邊或高處等候,希望一睹海嘯真貌,所幸警報解除。

蘇澳區漁會總幹事林月英說,獲悉日本地震海嘯可能會波及台灣東海岸後,漁會考量通知漁船返港避難,但時間太過緊迫,改採透過岸台提醒漁船注意安全;另,原本停靠在第三漁港的漁船,因為水域比較不穩定,靠南岸的漁船怕被海嘯波及,紛紛將漁船駛往北岸停靠;漁會人員也逐一勸離在碼頭邊修補漁具的漁工。

海巡也緊急將停靠在蘇澳港的近十艘艦艇,全數駛向蘇澳港外海一浬處待命,除避免艦艇因海嘯波浪推擠碰撞碼頭受損,也隨時待命馳援救難工作。

民眾高處等候 想看海嘯

接近海嘯可能抵達宜蘭海岸的時間,南方澳內埤海邊、以及位處高處可遠眺內埤海邊的南安國小,陸續出現準備觀看海嘯的民眾,有年輕學生,也有媽媽戴著幼童來等海嘯。但也有民眾抱怨,公所都沒有派員廣播提醒大家海嘯要來了,他們是看到電視裡日本遭到海嘯侵襲的可怕畫面,才想到要到高處避難。

漁村內原本應該還人聲鼎沸的南寧魚市場,還有強調全年無休的連鎖超商,聽說海嘯至少會有五十公分高,全都收拾攤架上的漁貨或拉下鐵門,不做生意了。


原始網頁

2011/3/11

恭逢其盛 台灣第一海嘯假

有多久沒在學校跑步了?
今天竟然是因為宣布"放海嘯假"而在學校裡跑跑跑。

第七節下課,教官廣播宣布:第八節不上課,立刻放學。
教官真是的~沒有先說一聲,讓我來不及處理,
奔到教室宣布"星期六取消到校考試" 以及 簡單說明不必太擔心海嘯的侵襲。

除台灣東部
台灣的地科界應該也是忙翻了~~ 有多久沒在學校跑步了?
今天竟然是因為宣布"放海嘯假"而在學校裡跑跑跑。

第七節下課,教官廣播宣布:第八節不上課,立刻放學。
教官真是的~沒有先說一聲,讓我來不及處理,
奔到教室宣布"星期六取消到校考試" 以及 簡單說明不必太擔心海嘯的侵襲。

除台灣東部
台灣的地科界應該也是忙翻了~~

2011.3.11 日本8.9地震

Magnitude 8.9 - NEAR THE EAST COAST OF HONSHU, JAPAN
2011 March 11 05:46:23 UTC

usgs報告
Magnitude 8.9 - NEAR THE EAST COAST OF HONSHU, JAPAN
2011 March 11 05:46:23 UTC

usgs報告

2011/3/2

2011.2.25 高二地科實習:望遠鏡操作

99學年第二學期
204班、202班
2011.2.25 高二地科實習:望遠鏡操作
99學年第二學期
204班、202班
2011.2.25 高二地科實習:望遠鏡操作