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开启台韩国际合作新页,台湾自制海底地震仪进军国际

2024-11-23 205

海底地震仪(Ocean Bottom Seismometer,简称为 OBS)顾名思义就是架设在海底的地震观测系统。为了因应海底环境及其使用特性,海底地震仪在设计上有许多的考量与挑战。因此,目前全世界仅极少数国家有能力制造。

国家实验研究院台湾海洋科技研究中心(海洋中心)结合中央研究院地球科学研究所及中山大学海下科技研究所,自 2008 年起合作研发海底地震仪,并于 2009 年起多次成功在台湾外海长期布放,顺利取得海床振动资讯。2011 年及 2016 年两次与韩国研究团队合作,获得良好成绩,因此韩国釜山国立大学有意价购台湾自制的海底地震仪,以及由海底地震仪改装的陆上地震仪,显示台湾自制的海底地震仪已受到国际肯定,并有机会进军海外。

制作技术困难  必须克服重重挑战

制作海底地震仪高难度的重要技术有三,首先是电力来源。不同于陆上地震测站,可以用太阳能或接台电电力系统,海底地震仪完全依靠电池供电,电池又关系着海底地震仪的重量,重量越轻,海底地震仪的布放及回收越容易,可节省作业时间,并避免碰撞造成损坏;因此如何设计出省电的电路,而得以兼顾轻量化,又能够提供长达半年布放期间的电量,成为一大挑战。

其次,如何让海底地震仪沉降到崎岖不平的海底时,能够测知自己的水平姿态,并且进行适当校正,如此才能准确量测地震。最后,如何使海底地震仪的电路设备存放装置保持高度防水、气密,能长期置放于海底而不致渗漏。这些都是设计、制作海底地震仪时会面临的难关。

体积小  重量轻  中小型研究船即可布放

台湾团队当初自行设计研发海底地震仪时,考量国内研究船舶吨数较国外小,甲板空间不大,单趟能够载运的大型仪器有限,因此将仪器体积做为设计指标之一,最后研发出体积 160×68×95 公分、重量小于 200 公斤的海底地震仪。

以国外市售的商用海底地震仪体积来看,甲板占用面积有时达台湾自制产品两倍以上,且重量皆超出 300 公斤,布放和回收所需要的人力与船舶辅机都更多。在这方面,台湾自制的海底地震仪具有强大的优势。

韩国虽有许多大型研究船,但是所从事的研究大都与海底地震无关支援地震研究的主要是韩国气象局,其研究船并非为布放深海仪器所设计,故甲板面积不大,也因此对台湾自制的海底地震仪非常肯定。

成本低  性质优  具国际市场竞争力

价钱当然也是重要考量因素,市售商用海底地震仪每部价格高达新台币 300~400 万元,而台湾自制海底地震仪的成本则远低于此。

此外,台湾自制海底地震仪的资料分辨率高达 32 位元、积木型堆叠的记录器控制主体拥有高可扩性、资料容量最高可达 2TB、利用网页技术打造的界面,让 Windows、Mac 或 Linux 系统的使用者皆可操作,这些皆优于市售商用海底地震仪。

台湾自制与市售商用海底地震仪比较表

台湾自制海底地震仪于 2009 年在东部外海首度布放,获得良好观测成果因此获得韩国海洋研究院(Korea Ocean Research and Development Institute,KORDI)高度关注,双方于 2011 年首次合作,在韩国海域布放及回收 4 台海底地震仪,顺利取得高精度的海底地震观测资料。

观测成果良好  获得国际肯定

台湾位处环太平洋地震带,地震发生极为激烈频繁。相较于台湾,韩国地震次数较少,规模也较小。但韩国跟台湾一样,地震测站都架设于陆地上。2016 年初与韩国釜山国立大学与国研院海洋中心签署合作协议,选定韩国核能发电厂外海海域,共同布放海底地震仪,长期监测地震活动,希望利用韩国海域收集到的地震观测资料,提升外海地震震源定位的准确度,进而评估地震灾害发生的危害程度。

双方合作于 2016 年 2 月布放 3 部海底地震仪后,于 8 月回收并收集资料后,旋即再度布放。由于釜山大学对双方合作成果相当满意,有意价购台湾自制的海底地震仪,以及由海底地震仪改装的陆上地震仪,进行更多韩国本土的地震研究。这显示台湾自制的海底地震仪,已经具有进军国际的实力。

▲ 海洋中心团队、韩国釜山大学研究团队、船长及整体船员与韩国气象局研究船合影。

掌握自主技术  推动科技外交

过去台湾也曾经向外采购商用海底地震仪,但由于对商购仪器的设计与构造资讯缺乏,关键技术皆掌握在国外厂商手中,无法自行维护,时间与成本往往消耗在与原厂的往返沟通上,也无法对其功能进行修正与改良。国人自制海底地震仪可以解决这些问题,加速我国海底地震相关研究,保障民众生命财产的安全。

未来研发团队将持续精进相关技术,确保上游科学研究和下游工程技术之间的连结,持续提供品质稳定且优良的科研仪器,不但为国内建立永续的海洋科技研发能量,也将仪器研发能量推向国际,借由科技实力打响台湾在国际上的知名度。

2019-03-20 22:31:00

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