普考申論題
113年
[地震測報] 地震學概要
第 三 題
三、大地震發生時,利用地震震波振幅計算所得之地震規模(Magnitude)皆可能有飽和(Saturation)的現象,請說明什麼是此飽和現象?為何它們會有此現象?(20 分)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
看到規模飽和,首先要聯想到「不同地震規模演算法對應的觀測週期」與「大地震釋放能量的頻率特性」之間的矛盾。作答時,先定義飽和現象,接著利用震源頻譜(Source Spectrum)與轉角頻率(Corner Frequency)的物理概念,解釋為何短週期波長無法反映大尺寸斷層的真實能量,最後務必補充「地震矩規模(Mw)」作為解決方案,以展現觀測實務上的專業度。
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【破題】 地震規模飽和(Magnitude Saturation)是指當地震釋放的實際物理能量(斷層破裂面積與滑動量)持續增加時,利用特定週期之地震波振幅所計算出的地震規模值卻達到極限,不再隨之增加或呈現明顯低估的現象。 【論述】
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地震規模飽和現象
💡 傳統地震規模受限於觀測頻率,無法完整反映大地震釋放的總能量。
🔗 地震規模飽和發生機制
- 1 地震物理規模增大 — 斷層破裂面積與滑動量持續增加,總能量釋放變大。
- 2 轉角頻率 fc 移位 — 能量釋放轉向長週期(低頻),轉角頻率向低頻移動。
- 3 觀測頻段限制 — 傳統規模(如 ML)僅測量固定高頻段,漏失低頻能量。
- 4 規模計算飽和 — 測得振幅達到極限不再增長,嚴重低估地震真實強度。
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🔄 延伸學習:延伸學習:了解地震矩規模 Mw 如何利用零頻率漸近值克服此限制。