第二章 前人研究
2.2 台灣自發型非火山長微震研究
2.2.1 莊育菱 (2012)之偵測手段
莊育菱（2012)利用台灣中部以南地震測站所收集之連續資料，發展長微震 半自動化偵測系統。她針對台灣南部區域(120.5°E~121.5°E/22.5°N~23.6°N) 選用了 13 個品質較好的連續地震站，定義了 232 個在 2008~2011 年間發生且持 續時間為 300 秒至 1800 秒不等的長微震事件，為台灣自發型長微震的重要先驅 研究(圖 2.2.2)。
圖 2.2.2 莊育菱 (2012)研究中選用的測站與自發型、觸發型長微震之位置與 自發型長微震波型範例。(本圖取自莊育菱,2012)。
17
2.2.1.1 半自動化偵測系統
莊育菱 (2012)所選用的測站，包含 2 個台灣寬頻地震網(Broadband Array in Taiwan for Seismology,BATS)的速度型寬頻地震站與 11 個中央氣象局地震 觀測網(Central Weather Bureau Seismic Network, CWBSN)速度型短週期地震 站。其偵測系統所使用波形經過以下處理：(1)採樣率(sampling rate)降點至 20 Hz (2)帶通濾波至 2~8 Hz (3)包絡線 5 秒平滑化處理 (4)平均水平分量並降點 至 1Hz (5)排除每日資料長度不足 85390 秒或日平均≦10-5的不良資料。經此處 理後的波形稱為 2c-env wf，為此系統的偵測材料，半自動化系統則針對此材 料進行三階段的篩選。
圖 2.2.3 莊育菱 (2012)所使用的偵測材料各階段示意圖。(a)原始 20Hz 資料 (b)2~8Hz 帶通濾波 (c)包絡線平滑化處理 (d)兩分量之平均並降至 1Hz 資料。
(本圖取自莊育菱 ,2012)。
第一階段：波形間相似度進行測站篩選
在偵測系統中將一天的資料取出數個長 500 秒、重疊 200 秒的視窗，分別 進行後續資料處理。第一階段，為計算波形間的相關係數 (cross-correlation calculation)，以進行測站篩選，原則如下：當某測站的 2c-env wf 與其他一半 以上的測站之相關係數大於 0.95 時，此測站被保留，反之則被剔除。被保留的 測站大於 7 個(即所選用的測站的一半)以上時，方可進入下一階段。
18
圖 2.2.4 莊育菱 (2012)測站篩選示意圖。(本圖取自莊育菱,2012)。
第二階段：以訊噪比門檻剔除非長微震訊號
由於部分雜訊地震仍可能有測站間的高相似性，在第二階段中則以平均訊 噪比去除這些非長微震訊號。在此階段中雜訊之估計，以計算不重疊之每小時 之震幅中位數，並重新取樣至 1Hz 為主，而訊號則是以每 500 秒視窗移動 300 秒的振幅中位數重新取樣成 1Hz 代表。在平均訊噪比的計算中，僅針對通過第 一階段的測站之訊噪比進行平均，超過門檻值 1.15 則此視窗通過檢驗，進入下 一階段篩選。
第三階段：以持續時間偵測長微震訊號
偵測系統中的持續時間是由移動視窗判定，亦即被判定有長微震的連續視 窗數，決定了長微震的持續時間，若有連續 N 個視窗被判定有長微震，則長微 震的持續時間為 300 秒*N，即此長微震的開始時間為第一個視窗的開始時間，
結束時間為第 N+1 個視窗(發現長微震後第一個判定不為長微震的視窗)的開始 時間為此長微震的結束時間。因此，此一系統所判定的長微震持續時間，最少 為 300 秒且必為 300 秒的倍數。
19
在莊育菱(2012)的研究中採用了 Wech et al.(2008)所提出的定位方法 WECC，是一利用 S 波波速進行 3-D 網格搜索的定位方法。此方法計算了以每
20
2.2.1.3 台灣自發型長微震特徵
根據以上偵測手段和定位方法，莊育菱(2012)發現台灣自發型長微震集中 於中央山脈南段區域，深度大致以常態分佈落於 5~45 公里深，大多深於一般地 震，並與觸發型長微震(Chao et al.,2012)事件位置大致重疊。長微震主要頻率 為 2~8Hz，並以 S 波波速傳播，利用慢地震地震矩與持續時間的關係𝑀0 = 𝑇 ×
1012−13(Ide et al., 2007)估計釋放的地震矩能量，她發現此目錄中的自發型長
微震規模與 M4.0~M4.5 的地震相當(圖 2.2.6)。
在時間分布上，莊育菱(2012)發現長微震的活動可能受到周圍地震影響︰
2010 年 3 月 4 日甲仙大地震前約 70 天、後約 90 天之長微震累積持續時間斜率 明顯高於背景值，並與背景地震活動度的改變趨勢相仿，暗示了長微震活動可 能受到淺層地震活動的影響，或是兩者受到同一機制影響而使其有相似的活動 情形。分析長微震目錄中事件的發生時間，有 75%的長微震發生於當地時間凌 晨 0~6 時，代表日夜的噪訊變化對長微震的偵測具有一定影響。
圖 2.2.6 莊育菱(2012)利用長微震持續時間與震矩的關係：𝑀0 = 𝑇 × 1012−13估 算長微震之震矩規模。(本圖取自莊育菱,2012)。
21