110 高普考普通考試 地震測報 觀測地震學概要 考古題詳解

核心觀念

本題考查地震震度的定義、臺灣震度分級制度改制前後的差異，以及震度與規模的區別。

**震度（intensity）**表示某一地點的地面搖晃強弱，會受震源規模、震源深度、震央距離、地質條件及建築物特性等因素影響。同一地震在不同地點可以有不同震度。

**規模（magnitude）**則用來描述地震本身的大小，主要根據地震波資料估算地震源的尺度或釋放能量。同一地震通常只有一個規模值。

解題方法

作答時先比較新舊制度的分級數目、分級名稱與判定依據，再說明改制如何使震度資訊更能反映各地搖晃及災害程度。最後以「震度看地點、規模看地震本身」區別震度和規模。

（一）舊制與新制的不同

舊制：民國 109 年 1 月 1 日前

舊制將震度分為 0 至 7 級，共 8 級。其中 5 級與 6 級各只有一級；分類主要依據測站記錄到的最大地動加速度（PGA，單位為 gal，即 cm/s²）。

新制：民國 109 年 1 月 1 日起

新制將震度分為 0、1、2、3、4、5弱、5強、6弱、6強、7級，共 10 級。其主要改變有二：

1. 將舊制的 5 級細分為 5弱、5強，將 6 級細分為 6弱、6強。
2. 震度 4 級以下以 PGA 判定；震度 5 級以上以最大地動速度（PGV，單位為 cm/s）判定，並以加速度資料處理後計算速度。

新制級距如下：

核心觀念

本題考查以地震波到時進行震源定位的原理，以及在臺灣東部海域布設海底地震儀後，如何改善地震觀測網的定位能力。

地震發生時，地震儀記錄各震相抵達測站的時間。已知測站位置與地下地震波速度模型，可計算某一假設震源到各測站的理論走時；再以觀測走時與理論走時的差異反覆調整震源參數，求得最符合觀測資料的解。通常所求震源參數包括震源位置（經度、緯度、深度）及發震時間。

地表投影位置稱為震央；地表下實際發震位置稱為震源。現代地震定位的核心是以多測站、多震相資料進行走時反演，而不是只依單一測站判斷。

解題方法

設第 $i$ 個測站的觀測到時為 $t_i^{\mathrm{obs}}$，假設震源參數為震源位置 $\mathbf{x}$ 與發震時間 $t_0$。根據速度模型計算理論走時 $T_i(\mathbf{x})$，則理論到時為

到時殘差為

定位工作就是調整 $t_0$ 與 $\mathbf{x}$，使各測站殘差整體最小。常以加權最小平方法表示：

其中 $\Delta \mathbf{m}$ 代表震源參數修正量，$w_i$ 為資料權重。實際計算會在線性化後逐次修正，直到殘差收斂。可使用的資料包括 P 波、S 波等震相的到時；測站數量多且分布良好，有助於約束震源位置與深度。測站分布偏在震源同一側或缺少近震源測站時，定位誤差通常較大。

核心觀念

本題考查井下地震儀相對於地表地震儀的觀測優勢。關鍵在於：地震儀設在地表以下、較接近穩定岩盤的位置，可減少地表環境與淺層地質造成的非地震訊號干擾，使地震訊號更清楚。

解題方法

可從「背景雜訊、場址效應、觀測效能」三個面向比較：

1. 降低背景雜訊：地表站容易受到風、雨、溫度變化、人為活動及交通振動影響。井下儀器與地表環境隔離較多，通常可降低這些干擾，提升訊噪比。
2. 減少淺層地質影響：地表附近的鬆散沉積物或風化層，可能使地震波放大、衰減或產生複雜反應。井下儀器若設在較穩定的岩層，可減少這類場址效應，更直接記錄震波。
3. 改善弱震與初動判讀：背景雜訊降低後，小地震訊號較容易辨識，地震波初動到時也較容易判讀，有助於地震偵測、定位及震源分析。

核心觀念

海嘯是由海水柱在短時間內受到大規模擾動所形成的長週期重力波。它不是一般由局部風力造成的風浪；海嘯波長長、週期長，能以很大的速度穿越深海，接近岸邊時因水深變淺而減速、波高增大，並可能造成海水快速退去、湧入與沿岸淹水。

海嘯的主要成因包括：

• 海底地震：若地震造成海床大範圍、快速的垂直位移，海水柱隨之抬升或下陷，最容易形成海嘯。單有強震並不足以保證引發海嘯；震源深度、斷層型態、海床垂直位移及受影響範圍都很重要。
• 海底或沿岸山崩：大量岩土快速滑入海中，或海底崩塌造成水體位移，也能引發區域性海嘯。
• 火山活動：火山爆發、火山體崩塌或火山口塌陷等，可能排開大量海水。
• 其他少見成因：例如大型隕石撞擊海洋。

解題方法

作答分成兩部分：先交代海嘯的物理生成機制，再回答臺灣是否有歷史紀錄，並舉出較具代表性的事件。

海嘯生成的關鍵是海水柱受到快速且大範圍的擾動。以海底地震為例，若斷層錯動造成海床垂直變形，海面會隨海床變形而起伏；重力使起伏的海面向外傳播，形成海嘯波。海嘯進入淺水區後，波速約為