开启台韩国际合作新页,台湾自製海底地震仪进军国际

开启台韩国际合作新页,台湾自製海底地震仪进军国际

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製造。

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 年两次与南韩研究团队合作,获得良好成绩,因此南韩釜山国立大学有意价购台湾自製的海底地震仪,以及由海底地震仪改装的陆上地震仪,显示台湾自製的海底地震仪已受到国际肯定,并有机会进军海外。

製作技术困难  必须克服重重挑战

製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,电池又关係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,如此才能準确量测地震。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、製作海底地震仪时会面临的难关。

开启台韩国际合作新页,台湾自製海底地震仪进军国际体积小  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,甲板佔用面积有时达台湾自製产品两倍以上,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,台湾自製的海底地震仪具有强大的优势。

南韩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南韩气象局,其研究船并非为布放深海仪器所设计,故甲板面积不大,也因此对台湾自製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,而台湾自製海底地震仪的成本则远低于此。

此外,台湾自製海底地震仪的资料解析度高达 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介面,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。

台湾自製与市售商用海底地震仪比较表

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台湾自製海底地震仪于 2009 年在东部外海首度布放,获得良好观测成果,因此获得南韩海洋研究院(Korea Ocean Research and Development Institute,KORDI)高度关注,双方于 2011 年首次合作,在南韩海域布放及回收 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,南韩地震次数较少,规模也较小。但南韩跟台湾一样,地震测站都架设于陆地上。2016 年初与南韩釜山国立大学与国研院海洋中心签署合作协议,选定南韩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,希望利用南韩海域收集到的地震观测资料,提升外海地震震源定位的準确度,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,有意价购台湾自製的海底地震仪,以及由海底地震仪改装的陆上地震仪,进行更多南韩本土的地震研究。这显示台湾自製的海底地震仪,已经具有进军国际的实力。

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海洋中心团队、南韩釜山大学研究团队、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採购商用海底地震仪,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。国人自製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,藉由科技实力打响台湾在国际上的知名度。