- 文／阿樹《震識：那些你想知道的震事》副總編輯
在前篇一次不夠震兩次，連發的地震更難懂──地震定位的實作篇（二）中，我們提到「接連兩個地震」對於地震定位與相關工作造成的困擾，本文我們再進一步談另一個「特殊狀況」：
幾乎同時發生兩個地震，也同時影響了介於兩地震中間的測站
如果兩起地震同時發生，震源附近的測站一定會先收到較近的地震帶來的地震波，以這個角度來看，如果測站的數量夠多，似乎不太會受不同地震的震波干擾定位結果。但是，如果讓電腦自動判別定位地震，這種情況就容易衍生出相當棘手的事：那就是造成強震警報（預警）的誤判！這種誤判可謂是自動化強震警報系統的最大敵人，誤判的次數一旦變多，人們對於警報的信任就會降低！
兩個地震為何會造成強震警報系統誤判？
兩個相距數十公里的地方同時發生兩個地震，就可能像誤判燈泡數目一般，會讓地震警報系統誤判成一個地震。圖／pixabay
試想一下，從數十公尺的遠處看兩個擺得很近（小於30公分）發亮燈泡，有可能會把兩顆燈泡視為同一個比兩顆都亮的燈泡（如果有近視的話可能更有可能誤判）。而兩個相距數十公里的地方同時發生兩個地震，就可能像誤判燈泡數目一般，會讓地震警報系統誤判成一個地震。
在 311 東日本地大地震後，鄰近地區的地震變得頻繁，發生這種容易造成誤判情況的機會多了很多，因此後續研發了 IPF 法以解決這類問題。
過去一般使用的方式就是當有幾個連續地震站「認出」有地震發生後，就開始進行定位和分析的計算，如果同時發生兩個地震，自動系統又判斷成一個並且同時計算，就有可能算出錯誤的結果；IPF 法則是在計算時，將每個測站的數據可以交互參考，同時判定時間、測站位置分布以及振幅等，或許可以把它想成是結合「大數據」和「人工智慧」的方式[註1]，因為這樣的方法需要更大量的演算、更多資料量的分析處理。這樣一來，預警系統能用更少的測站資訊就能決定震源參數，自然就會更有效率，這是IPF 法額外的好處，而這方法在 2016 年的 12 月開始使用。
不過，在2018年1月5日上午，日本的緊急地震速報系統還是發布了一個有問題的警報，將極近時間兩處發生地震的波動讓系統誤判成一個更大的地震，一個地震發生在日本西側的富山縣，另一個則在東側的茨城縣，由於自動系統誤判震源的關係，導致計算出來的規模高估許多，震度自然也評估成較大的情況。
下圖為地震發生時各個時間點的地振動加速度情況（圖片截自日本防災科學技術研究所強震觀測網 K-NET 網站公布的影片資料，由於影片有研究單位版權，故提供其下載連結）。
2018 年 1 月 5 日，同時發生了兩個地震，圖中的小點為地震測站，轉變成綠色時代表振幅增大，可以看到隨時間擴散的震波，最後交雜得分不出是哪個地震了。圖／日本防災科學技術研究所強震觀測網K-NET網站
等等，不是已經用了 IPF 法避免將多個地震誤判成一個嗎？怎麼還是發生了？阿樹自己的解讀是，這樣的方法投入不到兩年，雖然能有效減少誤判（以此方法重新解析過去的誤報事件確能減低誤報率），但還是有需要持續改進的地方。
預警系統不是做好就好，還要不斷修正
改進也不是只有針對同時發生的地震，接著繼續談另一個近期（2018 年 3 月）投入改善速報結果的方法：「PLUM法」（日文）。如 2011 年 311 地震這樣規模極大（M=9）的地震，規模極大的地震如果要把規模估的準確，就需要完整的地震波紀錄，然而這樣一來就沒有辦法提前預警，PLUM 法的出發點是用來因應這樣的情況，直接跳脫先計算地震規模再估算震度的模式，而是用已得到的震度資料來估算後震波還未到達地方的震度。
這樣一來如果一開始無法正確估算規模，低估了大地震，也能在後續提供比較準確的震度預警，讓稍遠一點的地方也能被預警到。以 311 為例，有許多地方在一開始沒有正確的震度預估資訊，在運用 PLUM 法重新模擬後，就會有更多實際觀測震度較大的地區，在地震波還未到達前就可以預警。
對此，阿樹有個「猜想」：
如果有這樣的方法藉由實際觀測修正預警資訊，那在前面提到將兩個地震誤判成一個而高估震度的情況，是否能用這樣的技術輔助判斷呢？[註2]不過目前還沒有相關應用。
最後，我們從地震定位的演進、各種困擾測報人員或科學家的情境，可以發現即使是今日的科技以讓地震定位可以用極短的時間完成，但在分秒必爭的情況下，早一點探得先機，就能早一步採取防災作為。所以這樣的科學研究，研如同一場沒有止盡的長期抗戰，必須不斷精進更新，沒有所謂「做到哪就夠了」的事，永遠都有數不完的挑戰！
註解
- [註1]：氣象廳公告 IPF 法的說明文件並沒有明確解釋詳細的計算方法，阿樹對於這方法的理解也有限，若解讀有偏差煩請先進指正。
- [註2]：目前阿樹查到的資訊，還未有提及 PLUM 法的技術可用來因應兩個地震同時發生的誤判，因此本段僅為個人觀點，並非科學上已達到的技術。
延伸閱讀
本文轉載自震識：那些你想知道的震事，原文為《地震預警系統誤報？原來是兩個地震來攪局(地震定位的實作篇之三)》，也歡迎追蹤粉絲頁震識：那些你想知道的震事了解更多地震事。
The post 疊加再疊加，揭開強震誤判的盒子－－地震定位的實作篇之（三） appeared first on PanSci 泛科學.