〈研之有物〉震央在美浓，为什么台南灾情最严重？超级电脑找出原因

为什么要用电脑模拟地震？

台湾数值地震模型 (TNEM) 由中研院地球所李宪忠副研究员开发，可以精确且快速分析出地震发生的过程，了解历史地震、现今地震及未来的情境地震，为防灾带来重要的贡献。

1999 年 9 月 21 日凌晨，集集大地震在台湾人睡梦中突袭而来，许多人至今仍心有余悸。那时，李宪忠正好在博士班第一年，踏入地震学研究不久就受到巨大的震撼。他体认到，台湾需要更多地震研究的人力，假使当初把车笼埔断层研究更透彻，也许灾情就不会那么惨重。

2016 年 2 月 6 日凌晨，又是一场众人熟睡时的地震，在台南造成严重伤亡。这时，李宪忠利用他开发的台湾数值地震模型 (TNEM) ，在电脑中解开这场地震之谜。这套数值模型，利用强大的电脑运算技术，能为未来的地震防灾带来不少贡献。

中研院地球所李宪忠副研究员，利用超级电脑研究台湾过去、现在和未来的地震。 摄影│张语辰美浓地震，为何台南灾情最严重？2016 年这场地震，有个现象令人十分困惑──震央明明是在高雄美浓，为什么灾情最严重的区域反而在台南？单纯以气象局的观测资料不容易解答这个问题，因为它只能提供“震源位置、规模、震度”等数值，无法告诉我们地底下实际上发生了什么事情。

李宪忠的电脑数值模拟，则还原了地底下断层面错动量的分布，看穿地震发生的特性。

如下图，李宪忠针对这次美浓地震，计算出断层面上的错动量分布。由此可看出一个非常重要的现象──断层面破裂最严重的地方，其实不是在震源 (红色星星) 附近，而是在震央偏西北方，有两个明显的“错动集中区 (Asperity) ”，也即两个红圈处。

2016 年 2 月 6 日在美浓发生规模 6.6 地震，由台湾数值地震模型之分析可知，震央 (红色星星) 偏西北方有两个错动集中区 (Asperity，红圈处) ，使得主要灾害出现在震央西北方的台南地区。 资料来源│李宪忠提供这次的破裂从震源开始之后，朝着西北向延伸，于是指向了台南地区，这个效应称为“破裂方向性 (Directivity) ”。

破裂的方向不一定是断层的方向，由于每个地震的特性不同，必须利用观测资料结合电脑来逆推，才能知道地底下的断层面上发生了什么事。

李宪忠表示，还有其他因素，影响美浓地震的破裂过程与地震波传播。其中一个因素是“场址效应”，由于嘉南平原是冲积层，土质比较松软容易造成振幅放大，且能量会在松散的物质里持续震荡，造成较长时间的摇晃。