Jak śledzi się drżenie ziemi

Kto pilnuje ziemi

CWA odpowiada na Tajwanie za meteorologię, sejsmologię oraz związane z pogodą sprawy morskie i astronomiczne. Trzęsieniami ziemi zajmuje się jej Centrum Sejsmologiczne, formalnie utworzone 1 lipca 1989 roku.

Centrum monitoruje aktywność sejsmiczną w rejonie Tajwanu, wydaje raporty o odczuwalnych trzęsieniach ziemi i ostrzeżenia przed tsunami, prowadzi tajwański program pomiarów silnych ruchów gruntu (Taiwan Strong Motion Instrumentation Program), bada możliwe zjawiska poprzedzające trzęsienia i prowadzi informację oraz edukację o bezpieczeństwie sejsmicznym.

Nie działa w pojedynkę. Instytut Nauk o Ziemi Academia Sinica, którego geofizyka jest szczególnie mocna w sejsmologii, prowadzi własne ogólnowyspowe sieci geofizyczne i geodezyjne obok sieci CWA. Jego badacze wykorzystali też przyrządy zainstalowane w Taipei 101, żeby sprawdzić, jak porusza się wieża; opisuje to strona Wahadło w drapaczu chmur.

Ponad sto lat pomiarów

Obserwacje trzęsień ziemi w Tajpej są znacznie starsze niż samo centrum. CWA wywodzi je z 1896 roku, kiedy w Tajpej otwarto tymczasową stację meteorologiczną, a trzęsienia notowano na podstawie tego, co odczuwali ludzie. 19 grudnia 1897 roku stacja otrzymała pierwszy na Tajwanie sejsmograf, przyrząd Graya-Milne’a, a do 1900 roku sejsmografy Omoriego, w tym przyrządy do pomiaru silnych ruchów, utworzyły pierwszą niewielką sieć.

W 1963 roku stacja w Ansiu (Hsinpu) dołączyła do światowej sieci standaryzowanych sejsmografów (World-Wide Standardized Seismograph Network), co połączyło Tajwan z globalnym systemem porównywalnych przyrządów. Nowoczesna epoka zaczęła się w 1990 roku, gdy zbudowano sieć sejsmiczną działającą w czasie rzeczywistym i opracowano pełny katalog trzęsień ziemi na Tajwanie. Od 1991 roku program pomiarów silnych ruchów gruntu utworzył 689 stacji w wolnym terenie i systemy monitoringu w 61 budowlach. CWA podkreśla, że ich zapisy należą do najważniejszych danych dla norm projektowania sejsmicznego, z których korzystają inżynierowie.

Kolejne dekady dokładały następne warstwy: sieć GPS do pomiaru deformacji skorupy (od 1993 roku), stacje silnych ruchów działające w czasie rzeczywistym z automatyczną lokalizacją trzęsień (1995), sejsmometry szerokopasmowe (2001), prace nad nowoczesnym systemem ostrzegania przed tsunami (od 2003), obserwacje geomagnetyczne (2006) i sejsmometry w otworach wiertniczych (2008), na głębokości około 300 metrów lub blisko skały macierzystej, gdzie nie docierają zakłócenia z powierzchni.

Czujniki na lądzie, pod morzem i w wulkanach

Dziś CWA podaje, że ma ponad 400 stacji czasu rzeczywistego przesyłających do centrum sygnały prędkości i przyspieszenia, a w archiwum ponad 300 000 zapisów trzęsień ziemi (stan na 3 listopada 2026 r.). Sieć stacji GNSS, czyli satelitarnego wyznaczania pozycji, śledzi powolne ruchy gruntu i zmiany w jonosferze.

Stacje lądowe nie mogą stać nad trzęsieniami, które zaczynają się pod morzem. Żeby obserwować dno, CWA prowadzi u wschodnich wybrzeży Tajwanu system kablowy o łącznej długości 735 kilometrów z dziewięcioma urządzeniami obserwacyjnymi na dnie; stanowiska ułożone w 2017 roku leżą na głębokości 5796 i 5554 metrów. System uruchomiono w 2020 roku, a plan strategiczny CWA przewiduje podobny podmorski system kablowy u wybrzeży południowego Tajwanu.

Bliżej miasta Obserwatorium Wulkanów Tatun (Taiwan Volcano Observatory-Tatun), utworzone 17 października 2011 roku, monitoruje sejsmiczność wulkaniczną na wzgórzach na północnym skraju Tajpej; część jego stacji szerokopasmowych przesyła dane do centrum w czasie rzeczywistym. Więcej o tych wzgórzach na stronie Miasto i region.

Magnituda i intensywność

Wiadomość o trzęsieniu ziemi często podaje dwie liczby. Magnituda opisuje samo trzęsienie: ile energii wyzwoliło. Intensywność opisuje wstrząsy w konkretnym miejscu, dlatego jedno trzęsienie ma jedną magnitudę, ale w różnych miastach różną intensywność.

Skala intensywności CWA opiera się na zmierzonym ruchu gruntu. Wersja z 2000 roku przypisała stopień 7 przyspieszeniu gruntu 400 gali lub większemu (jeden gal to jeden centymetr na sekundę do kwadratu). W 2020 roku nowa skala podzieliła stopnie 5 i 6 na „słabe” i „silne”, żeby raporty dokładniej opisywały silne wstrząsy, a sposób obliczania intensywności dla trzęsień o magnitudzie 5 i większej zmieniono.

Dlatego raport CWA o odczuwalnym trzęsieniu wygląda jak mapa, a nie jedna liczba: obok czasu, epicentrum, głębokości i magnitudy podaje intensywność zaobserwowaną w poszczególnych regionach.

Sekundy ostrzeżenia

Wczesne ostrzeganie nie przewiduje trzęsień ziemi. Wykrywa trzęsienie, które już się zaczęło, szacuje, gdzie zatrzęsie mocno, i wysyła alarm, zanim wolniejsze, niszczące fale dotrą do miejsc położonych dalej. CWA opisuje cel jako zyskanie dziesięciu, dwudziestu sekund ostrzeżenia dla aglomeracji oddalonych od epicentrum, a średni czas ostrzeżenia podaje na około 20 sekund.

Pierwszy prototyp systemu na Tajwanie testowano w 1994 roku, a w 2013 roku CWA uruchomiła usługę wczesnego ostrzegania. Od 2016 roku alarmy o silnych wstrząsach trafiają też do telefonów przez system ostrzegania publicznego (Public Warning System, rozgłaszanie komórkowe) i są pokazywane w telewizji. Przy dużym trzęsieniu na wyspie centrum, jak podaje, potrafi wydać ostrzeżenie i szybki raport w ciągu 15 sekund, a raport o odczuwalnym trzęsieniu opublikować w ciągu 5 minut.

CWA otwarcie mówi o ograniczeniach. Jej aplikacja wysyła powiadomienia użytkownikom w rejonach, gdzie szacowana intensywność przekracza 3, mniej więcej 10–15 sekund po początku trzęsienia. Blisko epicentrum jest strefa ślepa, której nie da się ostrzec przed początkiem silnych wstrząsów, a ponieważ pierwsza ocena opiera się na kilku stacjach przy epicentrum, odczucia ludzi mogą różnić się od alarmu. Sześcioletni projekt na lata 2022–2027 ma uczynić system szybszym i „inteligentnym”, także dzięki uczeniu maszynowemu.

Co przychodzi i kiedy

Po silnym trzęsieniu informacje docierają do ludzi falami: każda kolejna jest wolniejsza, ale pełniejsza. Aplikacja CWA opisuje je tak:

• Wczesne ostrzeżenie: około 10–15 sekund po początku, dla rejonów z szacowaną intensywnością powyżej 3; opiera się na kilku stacjach, więc jest szybkie, ale przybliżone.
• Raport o odczuwalnym trzęsieniu: około 5–10 minut po początku, wysyłany do wszystkich użytkowników przy znaczących trzęsieniach; korzysta ze wszystkich danych, więc trwa dłużej.
• Informacja o tsunami: około 20 minut po trzęsieniu, które może wywołać tsunami, tylko dla użytkowników przy wybrzeżach, gdzie szacowana wysokość fali osiąga próg CWA.

Aplikacja przechowuje też archiwum raportów CWA od 1995 roku i pokazuje ostatnie duże trzęsienia ziemi oraz komunikaty o tsunami na świecie, na podstawie danych Służby Geologicznej Stanów Zjednoczonych (USGS) i Pacyficznego Centrum Ostrzegania przed Tsunami.

Gdzie szukać oficjalnych zaleceń

Bieżące raporty o trzęsieniach ziemi, informacje o tsunami i zalecenia, co robić w czasie wstrząsów, podają strony i aplikacja CWA. Ten serwis wyjaśnia, jak działa system, i nie zastępuje oficjalnych zaleceń. Jak najwyższy budynek Tajpej radzi sobie ze wstrząsami i wiatrem, opisuje strona Wahadło w drapaczu chmur, a instytut, który stoi za dużą częścią tajwańskiej sejsmologii, strona Tajwańska akademia narodowa.