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墨西哥地震預警系統

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墨西哥及其附近地區的地震分佈，可見地震集中發生於墨西哥西部沿海的斷層上。墨西哥地震預警系統的監測站也主要部署在這一地區附近。

墨西哥地震預警系統（西班牙語：Sistema de Alerta Sísmica Mexicano, SASMEX），是墨西哥依託潛在震源地附近的地震台網，在震後數秒內快速估算地震影響範圍和程度，在破壞性的S波和面波到達監測區域時發佈警報的地震預警系統[1]。系統前身「墨西哥城地震預警系統」（西班牙語：Sistema de Alerta Sísmica para la Ciudad de México, SAS）於1991年9月開始試行，並於1993年8月正式向墨西哥城民眾提供預警訊息[1]，是世界上第一組正式為公眾提供預警的地震預警系統[1]。2005年，墨西哥城和瓦哈卡市整合了地震預警系統，形成了墨西哥地震預警系統[2]。

墨西哥地震預警系統由非營利性民間組織「墨西哥地震儀表與記錄中心」（西班牙語：Centro deInstrumentacióny RegistroSísmico, A.C或CIRES）管理，並獲墨西哥國家地震局支持[2]。

歷史

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墨西哥地區地震歷史

在1985年墨西哥城大地震中，離震央有一定距離的墨西哥城等地遭受重創[3]，重大的人員傷亡和財產損失促使墨西哥政府自1987年開始資助加速度計的部署[2]，以便及時獲得相應地區的地震訊息。在地方政府支援下，墨西哥地震儀表與記錄中心開始了研究開發地震預警系統[2]，並在1991年9月正式試行「墨西哥城地震預警系統」[4]，最初僅部署了12座站台[4]，在幾間小學開展廣播早期警報試驗[5]。1992年，在墨西哥城政府組織下，就地震預警系統舉行了6次公眾評議，並吸收了來自公共和私營組織的建議[5]。1993年8月，系統開始向墨西哥城公眾發佈地震預警訊息[1]。

1995年9月14日，在格雷羅地震（英語：1995 Guerrero earthquake）中，系統在地震波到達前72秒發佈了地震預警，為緊急避險贏得大量時間[6]，這是世界上首次對公眾發佈地震警報[4]。而在1999年瓦哈卡地震（英語：1999 Oaxaca earthquake）後，墨西哥地震儀表與記錄中心為瓦哈卡州開發了類似系統[2]。2003年，「瓦哈卡市地震預警系統」（西班牙語：Sistema de Alerta Sísmica para la Ciudad de Oaxaca, SASO）投入使用[7]。

2005年，兩系統整合為「墨西哥地震預警系統」[2]。2010年，墨西哥城政府投資更新了地震預警系統。通過這項投資，新增了64座地震監測站，提高了監測密度，使地震預警系統覆蓋了哈利斯科州、科利馬州、米卻肯州和普埃布拉州，並增加了格雷羅州的監測裝置[8][註 1]。

原理

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與日本的緊急地震速報系統的原理類似，當地震發生後，震源向外傳播P波、S波時，地震監測站接收到到達監測區域的地震波後，可將觀測資料傳到監測中心，經分析計算後，搶在地震波到達前對設防區域發佈地震預警。

地震預警系統是指在地震發生後、而尚未造成嚴重破壞前發出警告。在震央發生地震後，具破壞性的S波（每秒3.2至4公里）有一段時間尚未傳到各地，而由於電磁波比地震波快，系統可以把烈度儀監測到的P波（每秒5.5至7公里）訊息轉為電磁波，在地震波到達前的數秒至幾十秒發出預警[7]。

常規的地震預警系統可分為異地預警模式、現地（原地）預警模式與混合預警模式[1]。墨西哥地震預警系統採用異地預警模式[7]。異地預警模式是在地震發生後，利用震央附近的監測站所觀測到的地震波，快速計算出地震震級、震央位置與震源深度，並以此預估各地區的烈度與地震波到達的時間，再利用通訊技術通知各地區[9]。異地預警模式需要部署較多監測站，且運算時間較長，但精確度較高，適用於距離震央較遠的地區[1][9]。

在實際應用中，墨西哥城所處的盆地環境特殊，傳播至此的地震動會放大100至500倍，較其他地區通常情況下高得多，因此系統對墨西哥首都圈地區的預警效果良好[10]。

運作

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墨西哥處於太平洋板塊（Pacific Plate）和科科斯板塊（Cocos Plate）的隱沒帶上。位於該國太平洋沿岸西部的中美洲海溝（英語：Middle America Trench）是該國主要的地震帶之一，墨西哥地震預警系統將這一地區作為其監測區域，並部署了大量監測站。

由於墨西哥國土面積廣大，加上墨西哥各級政府對地震預警系統不夠重視，因此系統僅在墨西哥部分地區設置監測站[1]。當時系統有97座監測站，主要分佈在巴亞爾塔港沿岸南部、格雷羅州山區、普埃布拉北部和瓦哈卡州大部地區。現時，當局正計劃新增28座監測站，將提高瓦哈卡地峽、韋拉克魯斯內陸地區和恰帕斯西部三分之二地區的監測預警能力[8]。

在地震監測區內，墨西哥地震儀表與記錄中心負責建設和維護任務，處理本區域及周邊地區的站台觀測數據，並負責發佈地震預警訊息[2]，而作為政府機構的墨西哥國家地震服務中心則監督地震預警的發佈，並根據檢知的地震訊息組織防震救災應急響應工作[2]。

墨西哥地震預警系統由地震檢測系統、通訊系統、中央控制系統和警報發佈系統四組子系統組成[11]。地震發生後，加速度計數據先傳到墨西哥地震儀表與記錄中心下屬的分析處理中心，分析處理中心再用海岸附近加速度計獲得的地動加速度（gal）觀測地震，積分站台記錄（從P波的觸發至2倍的S-P波的時間長度內）以獲得能量參數，同時快速計算能量增長速率，根據過往經驗判斷地震級別。在地震震級達到「中強震」級（Mw 5至6級）時，會由墨西哥地震儀表與記錄中心向特定機構播發「預防性預警訊息」[1]。在地震達到「強震」規模（Mw 6級以上）時，則會向公眾播發「公開預警訊息」[1]。

墨西哥地震儀表與記錄中心的預警傳輸方式類似於美國國家海洋及大氣管理局的NOAA氣象廣播。通過特高頻波段廣播地震預警，並使用特定區域訊息編碼，所需時間更短，以便在兩秒鐘以內發出及時的預警[2]。

作為歷史悠久的地震預警系統，墨西哥地震預警系統對之後建成的地震預警系統而言，技術手段較原始，是在具破壞性的S波和面波到達監測區域才發出警報[1]，但設防區域離監測站較遠[7]，就算監測區域發生地震，預警仍然有效[2]。

播送

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位於墨西哥國立自治大學圖書館的一部地震預警接收器。

墨西哥地震預警系統在墨西哥主要地區得到廣泛應用[1]。一般而言，系統能向墨西哥城提供60秒左右預警時間，並向瓦哈卡市提供超過30秒的預警時間[2]。在2012年格雷羅－瓦哈卡地震（英語：2012 Guerrero–Oaxaca earthquake）期間，系統為瓦哈卡市提供了25秒的預警時間，而奇爾潘辛戈和阿卡普爾科則有45秒預警時間，墨西哥城的預警時間更達到了75秒[12]。在2017年恰帕斯州地震中，系統也發揮了作用[13]。而2017年9月19日的地震中，系統為墨西哥城贏得了20秒的預警時間[14][15]。儘管預警時間較往常更短[16]，但英國廣播公司認為，這足以使人們採取必要的避險措施[17]。

廣播電視

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預警系統發佈地震預警時，會即時通知墨西哥城58個廣播電台和6個電視台[1]，托盧卡市3個廣播電台和1個電視台[1]，以及阿卡普爾科、奇爾潘辛戈等地的廣播電視機構向公眾發佈警報訊息[1][18]。

墨西哥城的商業廣播電台自1995年9月起開始在調頻、調幅波段中發佈「公開預警訊息」[5]。預警發佈時，各電台會中斷正常節目，播放預先錄製好的60秒音頻，內容包括播音員用西班牙語播送的語音：「地震警報，地震警報。[5]」在預警系統建立的初期，音頻需要通過人工插入磁帶才能播放。但之後已能夠通過專用音頻控制系統自動廣播[5]。

訊息網絡

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在發佈方面，墨西哥地震儀表與記錄中心定期以推特帳號「AlertaSísmicaSASMEX」提供各種訊息，包括各種震級報告和警報試廣演習訊息[19]。在帳號發佈的訊息中，有關地震的都加#TenemosSismo（我們有地震）主題標籤，而「公開預警訊息」則加#AlertaSismica（地震警報）主題標籤[19]。

設施場所

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墨西哥地震儀表與記錄中心發佈「公開預警訊息」時，會通過架設在墨西哥城等地的城市警報廣播系統發佈地震預警[2]。截至2015年，墨西哥城共設置超過8,200部警報揚聲器[12]。在平時，系統也會每周試驗警報廣播以測試系統執行情況，確保接收器連入預警網絡[20]。此外，墨西哥城附近的公立學校幾乎都配備了警報接收器[20]，以便學校師生逃生避險[20]。地震儀表與記錄中心還會向墨西哥城地鐵發佈客製化化緊急地震訊息，服務地鐵運輸的地震緊急處置[2]。當收到「預防性預警訊息」時，地鐵控制部門可以使執行中的列車緊急停車或扣停已到站的列車[2]。同時，墨西哥城的90,000多名用戶也能在地震時及時接收地震預警[20]。另外，墨西哥國家災害防禦中心、民防局、墨西哥公共事務部、墨西哥城公共電力局、墨西哥城警察局等地也裝配了警報接收器[5]。

局限

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準確性

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有研究者認為，此系統雖然能有效監測破壞性地震發生並及時發佈預警訊息，但其估計震級的準確度有待提高，以便發佈更可靠的「公開預警訊息」或「預防性預警訊息」[10]。還有研究者認為，墨西哥地震預警發佈頗粗放，尤其震級估算不精確[21]。根據墨西哥國家地震局標準，只有發佈預警而沒有發生地震才算誤報[21]。統計表明，墨西哥地震預警系統發佈的66次「公開預警訊息」中，只有約30%的震級估算準確[21]。

對於地震預警系統而言，漏報和誤報無可避免[1]。在1991年10月至2009年3月間，墨西哥城地震預警系統共發佈13次「公開預警訊息」[1]和53次「預防性預警訊息」[21]，並有2次漏報和1次誤報[1]；而在2003年至2013年間，瓦哈卡市地震預警系統共發佈3次「公開預警訊息」和5次「預防性預警訊息」，並有2次漏報[1]。1993年10月24日，系統漏報了一次6.7級地震的預警訊息[5]。1993年11月16日，墨西哥城地震預警系統發佈了一次「公開預警訊息」，但事後並沒有發生地震，不過這沒有給墨西哥城居民造成恐慌和傷亡[21]。2017年9月19日，墨西哥地震預警系統在測試警報時誤觸警報裝置，警報揚聲器發出了地震警報訊號[22][17]。但在誤報3小時後發生的7.1級地震中[17]，系統由於地震震源淺、地震波傳播快而未及時發佈預警訊息[16]。墨西哥國家災害防禦中心主任卡洛斯表示，「至少要三部感測器才能使警報器報警，技術上來說預警系統不可能覆蓋全國。現在的系統主要監控國家沿海區域（離莫雷洛斯州很遠），莫雷洛斯州的震源深度淺，地震傳播速度太快，感測器監測到地震與地震發生幾乎是同時。[16]」

墨西哥城地震預警系統地震預警發佈統計（1991－2009）[註 2]
預警類型 預警發佈次數 震級正確次數 震級估算正確率 備註
預防性預警訊息 53 18 34% [21]
公開預警訊息 13 3 23% [21]
總計 66 21 32% [21]

覆蓋率

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此外，系統覆蓋範圍亦有很大不足[10]。在墨西哥城，2,000萬人口中僅有約440萬人可以及時接收到預警訊息[7]。而在瓦哈卡市，由於當地主管部門對地震預警系統的重視程度不夠，造成預警系統長期缺乏資金維持，系統也未能有效維護，許多地方仍未安裝預警接收器[10]。截至2013年，瓦哈卡市5,500所學校中只有76所配備了預警接收器[10]。

同時，地震預警的教育培訓工作也很不到位[10]。2009年，一項針對墨西哥地震預警系統接收效果的調查顯示，約91%受訪者知道墨西哥地震預警系統[23]。但在216名受訪者中，只有135人能夠在地震來臨時對預警作出有效辨識，佔比62.5%[23]。

註釋

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  1. ^ 截至2016年，格雷羅州有監測台站33個，瓦哈卡州有39個，米卻肯州有9個，哈利斯科州有6個，科利馬州和普埃布拉州各有台站5個[4]。
  2. ^ 本表格中，「震級正確次數」係指地震預警系統估算的震級符合預警標準的次數[23]。在公開性預警資訊的13次發佈中，正式測定震級大於MW6級的僅有3次，其餘全部低於發佈標準[23]。在預防性預警資訊的53次發佈中，正式測定震級在MW5~6級之間的有18次，震級大於MW6級的4次，震級小於MW5級的31次[23]。

參考文獻

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外部連結

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