開啟台韓國際合作新頁,台灣自製海底地震儀

海底地震儀(Ocean Bottom Seismometer,簡稱為 OBS)顧名思義就是架設在海底的地震觀測系統。為了因應海底環境及其使用特性,海底地震儀在設計上有許多的考量與挑戰。因此,目前全世界僅極少數國家有能力製造。

圖片來源:TechNews

 

國家實驗研究院台灣海洋科技研究中心(海洋中心)結合中央研究院地球科學研究所及中山大學海下科技研究所,自 2008 年起合作研發海底地震儀,並於 2009 年起多次成功在台灣外海長期布放,順利取得海床振動資訊。2011 年及 2016 年兩次與南韓研究團隊合作,獲得良好成績,因此南韓釜山國立大學有意價購台灣自製的海底地震儀,以及由海底地震儀改裝的陸上地震儀,顯示台灣自製的海底地震儀已受到國際肯定,並有機會進軍海外。

 

製作技術困難  必須克服重重挑戰

製作海底地震儀高難度的重要技術有三,首先是電力來源。不同於陸上地震測站,可以用太陽能或接台電電力系統,海底地震儀完全依靠電池供電,電池又關係著海底地震儀的重量,重量越輕,海底地震儀的布放及回收越容易,可節省作業時間,並避免碰撞造成損壞;因此如何設計出省電的電路,而得以兼顧輕量化,又能夠提供長達半年布放期間的電量,成為一大挑戰。

其次,如何讓海底地震儀沉降到崎嶇不平的海底時,能夠測知自己的水平姿態,並且進行適當校正,如此才能準確量測地震。最後,如何使海底地震儀的電路設備存放裝置保持高度防水、氣密,能長期置放於海底而不致滲漏。這些都是設計、製作海底地震儀時會面臨的難關。

圖片來源:TechNews

 

體積小  重量輕  中小型研究船即可布放

台灣團隊當初自行設計研發海底地震儀時,考量國內研究船舶噸數較國外小,甲板空間不大,單趟能夠載運的大型儀器有限,因此將儀器體積做為設計指標之一,最後研發出體積 160×68×95 公分、重量小於 200 公斤的海底地震儀。

以國外市售的商用海底地震儀體積來看,甲板佔用面積有時達台灣自製產品兩倍以上,且重量皆超出 300 公斤,布放和回收所需要的人力與船舶輔機都更多。在這方面,台灣自製的海底地震儀具有強大的優勢。

南韓雖有許多大型研究船,但是所從事的研究大都與海底地震無關。支援地震研究的主要是南韓氣象局,其研究船並非為布放深海儀器所設計,故甲板面積不大,也因此對台灣自製的海底地震儀非常肯定。

 

成本低  性質優  具國際市場競爭力

價錢當然也是重要考量因素,市售商用海底地震儀每部價格高達新台幣 300~400 萬元,而台灣自製海底地震儀的成本則遠低於此。

此外,台灣自製海底地震儀的資料解析度高達 32 位元、積木型堆疊的記錄器控制主體擁有高可擴性、資料容量最高可達 2TB、利用網頁技術打造的介面,讓 Windows、Mac 或 Linux 系統的使用者皆可操作,這些皆優於市售商用海底地震儀。

 

台灣自製與市售商用海底地震儀比較表

 

台灣自製海底地震儀於 2009 年在東部外海首度佈放,獲得良好觀測成果,因此獲得南韓海洋研究院(Korea Ocean Research and Development Institute,KORDI)高度關注,雙方於 2011 年首次合作,在南韓海域布放及回收 4 台海底地震儀,順利取得高精度的海底地震觀測資料。

 

觀測成果良好  獲得國際肯定

台灣位處環太平洋地震帶,地震發生極為激烈頻繁。相較於台灣,南韓地震次數較少,規模也較小。但南韓跟台灣一樣,地震測站都架設於陸地上。2016 年初與南韓釜山國立大學與國研院海洋中心簽署合作協議,選定南韓核能發電廠外海海域,共同布放海底地震儀,長期監測地震活動,希望利用南韓海域收集到的地震觀測資料,提升外海地震震源定位的準確度,進而評估地震災害發生的危害程度。

雙方合作於 2016 年 2 月布放 3 部海底地震儀後,於 8 月回收並收集資料後,旋即再度布放。由於釜山大學對雙方合作成果相當滿意,有意價購台灣自製的海底地震儀,以及由海底地震儀改裝的陸上地震儀,進行更多南韓本土的地震研究。這顯示台灣自製的海底地震儀,已經具有進軍國際的實力。

海洋中心團隊、南韓釜山大學研究團隊、船長及整體船員與韓國氣象局研究船合影。(圖片來源:TechNews)

 

掌握自主技術  推動科技外交

過去台灣也曾經向外採購商用海底地震儀,但由於對商購儀器的設計與構造資訊缺乏,關鍵技術皆掌握在國外廠商手中,無法自行維護,時間與成本往往消耗在與原廠的往返溝通上,也無法對其功能進行修正與改良。國人自製海底地震儀可以解決這些問題,加速我國海底地震相關研究,保障民眾生命財產的安全。

未來研發團隊將持續精進相關技術,確保上游科學研究和下游工程技術之間的連結,持續提供品質穩定且優良的科研儀器,不但為國內建立永續的海洋科技研發能量,也將儀器研發能量推向國際,藉由科技實力打響台灣在國際上的知名度。

 

 

(本文經TechNews同意授權轉載「開啟台韓國際合作新頁,台灣自製海底地震儀」)

 

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