2.日本海岸與台灣海岸海底地形差異

雖然台灣亦處於環太平洋地震帶，不過和日本不同，台灣很少有海嘯侵襲，，本世紀雖發生過不少規模6以上的地震，但大部分均未造成海嘯，即使有海嘯形成，波高也很小，主要原因是海嘯多來自太平洋的海底地震，會從台灣東部靠近，而在台灣東部的海底，海底深達數千公尺，，菲律賓板塊和歐亞板塊交界處，海底地形非常陡峭，造成台灣東部海岸地形成峭壁，容易使波浪受到折射而遠離(圖7)，不利海嘯成形，從太平洋傳來的波浪受到阻擋易折射出海，不易沿海岸上溯，不利海嘯能量堆積，對台灣影響較小。同時台灣的西部及北部屬大陸棚之延伸之淺海不會發生海嘯。2011年日本東北大地震（海底地震）台灣僅觀測到10公分潮差，而1960年智利大地震所引發的海嘯對於台灣也沒有造成重大災害。海嘯依來源可分為遠洋與近海，台灣的遠洋海嘯來自太平洋，但因，但是在陸地邊緣的近海區域產生的海嘯，則須提高警覺，尤其若地震引發海底山崩，將對沿海區域造成更大災害。例如1867年發生在基隆的海嘯，根據記載，海嘯高度達7.5公尺，但該次地震規模卻只有7.0以下，因此可能是引發了海底山崩。中央大學地球物理研究所所長馬國鳳解釋，該次地震所造成的海底破裂面走向與基隆海岸平行，使海嘯波浪迎面撲向岸邊，而海底斜率平滑使海浪易於上溯堆積，也可能是造成災害較嚴重的原因。檢視台灣的地理位置與地形，對台灣可能造成影響的還有來自南方菲律賓海域的海嘯，不過該區域地震多發生在菲律賓東岸，能量傳向台灣東部，而且在傳遞途中會經過琉球海溝與馬尼拉海溝，海嘯並不易接近台灣海岸。但若淺層強震發生在菲律賓西部海域，能量傳向海底地形平緩的台灣西南海岸，雖有可能造成海嘯，但受島嶼隔離影響，歷史上核三廠付近區域並無海嘯記錄。

                                             圖7. 台灣海底地形 

日本本州地形較有1000公里長面對太平洋深海(圖8)，海岸曲折多不規則易對海嘯產生擴大效應，同時不像台灣東部陡峭，日本東部海岸有斜坡讓海嘯有機會溯岸而上增加浪高，同時日本東部太平洋發生海底淺源地震頻繁，這都是日本較台灣不利之處。1960年5月23日南美智利外海發生大地震所引起的海嘯，除了在南美洲造成嚴重災害外，並在夏威夷造成61死亡，菲律賓死亡20人。約23小時後，橫渡太平洋的海嘯湧向日本各地，海嘯的最波高達3至5公尺，日本全國有122人死亡。約25小時後，海嘯到達台灣，僅對台灣造成輕微的影響，為何有此差異，海底地形不同也是原因之一。

圖8. 日本海岸地形不利阻擋海嘯

3.日本缺少島鏈的保護

 在歐亞大陸的東岸，太平洋的西側，兩串大小不一的島嶼從北至南排列開來，形成兩道逶迤的弧形島鏈。沿日本群島向西南方向，琉球群島、台灣、菲律濱群島以及加里曼丹島與歐亞大陸隔海相望，仿彿海上的一層籬笆俗稱第一島鏈，沿日本本州島向南，另一條島鏈經伊豆群島、小笠原諸島、北馬里亞納群島、帕勞群島等延至塞班島，這條島鏈上的島嶼面積較小，彷彿陸地綴向大海的細碎項鏈稱為第二島鏈(圖9)。這兩條島鏈在日本群島之北，島鍊合二為一，沿俄羅斯的千島群島可延伸至堪察加半島。中國大陸的海岸線很長但很少聽到有海嘯的襲擊就是受到第一島鏈及第二島鏈的保護。而台灣與日本相比，台灣有第二島鏈的保護，日本本州福島海域無島鏈保護直接面對太平洋深海海嘯的親侵襲。
        1960年南美智利外海發生大地震所引起的海嘯，越過太平洋造成日本全國122人死亡，僅對台灣造成輕微的影響，就是受到島鏈的保護。

    圖9.  太平洋兩個島鏈對海嘯傳播有重大影響

4.台灣附近海溝走向與本島垂直，日本附近海溝走向則與本島平行；如

    果產生海嘯，對台灣的衝擊也遠小於日本。

                中央大學馬國鳳教授認為事實上圍繞台灣近海的海溝，是保護台灣免受遠處地震海嘯威脅的重要屏障。但對於發生在台灣近海，也就是海溝內及其周圍的大型地震所引起的海嘯，的確需要多加提防可能引發的災害。從台灣地形及板塊運動特性來看，發生重大災害性海嘯的機會很小。以板塊運動特性看，會引起災害性海嘯地震的震源在東北琉球海溝及西南馬尼拉海溝，但分析近百年歷史地震資料及板塊隱沒帶藕合特性，估計這些地區地震最大規模約為八，但是因為台灣附近海溝走向與本島垂直(圖10)，日本附近海溝走向則與本島平行(圖11)，如果產生海嘯，對台灣的衝擊也遠小於日本。

圖10   台灣海溝與海岸垂直不易發生海嘯   

圖11.   日本海溝與海岸平行易生海嘯

(四)台灣過去的海嘯記錄

因各地區地震特性、海底及海岸地形不盡相同，因此會引起海嘯的情況也有所差異。研究人員根據台灣過去的海嘯記錄，由震源機制和造成的海嘯浪高，推導出海嘯在該區域的傳遞模式，結合地震學家、海洋學家與海洋工程學家，模擬出在各區域發生災害性海嘯所需的條件（多大的地震、多近的距離會造成多高的海浪），藉此了解在什麼情況下需要警戒，有助於提高海嘯預警的準確性。全球的海嘯發生區域大致與地震帶一致。全球有記載的破壞性海嘯大約有260次左右，平均大約6、7年發生一次。發生在環太平洋地區的地震海嘯就佔了約80%。而日本列島及附近海域的地震又佔太平洋地震海嘯的60%左右，日本是全球發生地震海嘯並且受害最深的國家。近年來較大規模的海嘯有：(1) 2011年3月11日於日本宮城縣仙台市以東的太平洋海域發生芮氏地震規模規模9.0地震，引發海嘯。參見2011年東北地方太平洋近海地震。(2) 2010年2月27日於智利比奧比奧沿岸附近陸地發生矩震級規模8.8地震，隨後引發海嘯襲擊環太平洋沿岸國家。參見2010年智利大地震(3) 2004年12月26日於印尼的蘇門達臘外海發生芮氏規模9.3海底地震。海嘯襲 擊斯里蘭卡、印度、泰國、印尼、馬來西亞、孟加拉、馬爾地夫、緬甸和非洲東岸等國家，造成30餘萬人喪生。準確死亡數字已無法統計。參見2004年印度洋大地震(4) 1998年7月兩個芮氏規模7.0的海底地震，造成巴布亞紐幾內亞約2100人喪生(5)1992年9月尼加拉瓜發生海嘯(6) 1883年8月25日荷屬東印度群島上火山爆發，引起的海嘯使約36,000人死亡。

        依據歷史記載，台灣自公元1661年起疑似海嘯紀錄有6次之多，但並無詳細數據，從文字敘述上看來並無特別嚴重，摘要如下：

1.  德人海卜脫（Herport）著旅行記稱：「1661年1月某日晨6時開始地震，約歷30分，其時適有3船入港，在水中亦激烈震動，一若即將覆沒者。此次地震中，有一事最可驚奇，即海水曾被捲入空中，其狀如雲。此次地震，無論海中，在陸上，人身均能感覺，共歷6星期。」

2.  王必昌，重修台灣縣志「雜誌•祥異」：「1721年1月5日，又震，凡震十餘日，日震數次，房屋傾倒，壓死居民。」。明清史料戊編載朱一貴供詞有云：「因地震，海水冷漲，眾百姓合夥謝神唱戲。」。

3.   台灣采訪冊「祥異。地震」：「鳳港西里有如藤港（今屏東佳冬附近），……乾隆四十六（1781）年四、五月間，時甚晴霽，忽海水暴吼如雷，巨湧排空，水漲數十丈，近村人居被淹，皆攀援而上至尾，自分必死，不數刻，水暴退，人在竹上搖曳呼救，有強力者一躍至地，兼救他人，互相引援而下。間有牧地甚廣及附近田園溝壑，悉是魚蝦，撥刺跳躍，十里內村民提籃挈筒，往爭取焉。……漁者乘筏從竹上過，遠望其家已成巨浸，至水汐時，茅屋數椽，已無有矣。此次海嘯，並無地震報導，故有可能是由遠地地震所引起。

4.   台灣采訪冊「祥異•地震」：「壬子（1792年），將赴鄉闈，時六月望，泊舟鹿耳門，船常搖蕩，不為異也。忽無風，水湧起數丈。舟人日：『地震甚。』又在大洋中亦然，茫茫黑海，搖搖巨舟，亦知地震，洵可異也。」

5.      阿瓦力茲（Alvarez）著「福爾摩薩（Formosa）」一書中云：「1866年12月16日晨8時20分，發生地震，約歷一分鐘，樹林、房舍及港中船隻，無不震動；河水陡落3尺，忽又上升，似將發生水災。」

6.    1867年12月18日，台灣北部地震，是日有15次連續地震，基隆（雞籠頭，金包里）沿海山傾，地裂，全島震動，基隆港海水向外海流出，港內海底露出，瞬間巨浪捲進，船隻被沖上市內，釀成重大災害，處處發生地裂，山腹大龜裂，噴湧泉水，淡水也有地裂，海嘯，數百人被淹死，房屋部分倒壞。 

由以上六次疑似海嘯紀錄中，以1867年所造成的海嘯災害情況 ，較能確定為台灣近海地區地震所引發之海嘯。距今約150年。

(五)國科會的研究

依據行政院國科會吳祚任教授所作的「潛在大規模地震引發海嘯對核電廠之影響」研究報告，福島事故後，國科會召集地震與地質專家，探討臺灣周圍海域潛在可能重大地震型海嘯的來源，並模擬各海嘯源對台灣的影響。從環菲律賓板塊周邊做分析，選出18段海溝型與四個斷層型的海嘯源，利用COMCOT程式對全台進行模擬，COMCOT模式特色為準確、並可同時模擬大小不同之尺度，包括大至數以百公里計之海嘯初始波源，小至數公尺之海岸淹溢情形。該模式已成功用於計算諸多大規模海嘯事件，如2004南亞海嘯、2011日本海嘯等事件，有非常優異之準確性。模擬結果包括流速分布、海嘯波高、最大淹溢範圍、淹水深度、最大溯高、海嘯到時等，均為海嘯災防所需之關鍵資訊。結果顯示斷層型海嘯對台灣影響較小；18種海溝型海嘯源中，只有花蓮外海、馬尼拉海溝及亞普海溝可能有影響，真是「天佑台灣」。根據模擬，亞普海溝若發生海嘯，主要影響地區是宜蘭、羅東、蘇澳、花蓮一帶，不過，它抵達台灣需要三、四個小時，人民還有時間疏散；但是侵襲台灣西南沿海、發生在馬尼拉海溝的海嘯，最大波約半小時就抵達，警戒區包括墾丁、核三廠、屏東、高雄與台南。

馬尼拉海溝發生地震後，第一波海嘯只要廿分鐘就會抵墾丁附近海域，但最大波卻是第三波，在地震後四十至五十分鐘抵達，淹溢高度約10公尺，局部達12.5公尺，由於核三廠主廠區都位在海平面15公尺以上，研判不會發生淹溢。但廠內較低處建物可能會受海嘯侵襲，台電已有因應措施。值得注意是東側墾丁、南灣一帶，溯昇可能高達18公尺。從結果分析，台灣需注意來自西南方的馬尼拉海溝及東邊的亞普海溝、花蓮外海海嘯，值得慶幸的是海溝型與斷層型海嘯對國內各核電廠的主要廠房都不會發生直接溢淹情況，但核三廠需加強海堤安全，預先規劃海水泵室受損時的替代冷卻及緊急停機方案。

(六)小小結論

日本東北大地震引起巨大海嘯造成福島核子事故，使全世界高度重視極大型地震的發生特性及各地海嘯的潛在威脅，尤其核電廠多沿海建造，鄰近海域發生的海嘯最大可能溯昇，一直為大家所關心。事實上圍繞台灣近海的海溝，是保護台灣免受遠處地震海嘯威脅的重要屏障。但對於發生在台灣近海，也就是海溝內及其周圍的大型地震所引起的海嘯，的確需要多加提防可能引發的災害。

       從台灣地形及板塊運動特性來看，發生重大災害性海嘯的機會很小。以板塊運動特性看，會引起災害性海嘯地震的震源在東北琉球海溝及西南馬尼拉海溝，但分析近百年歷史地震資料及板塊隱沒帶藕合特性，估計這些地區地震最大規模約為八，但是因為台灣附近海溝走向與本島垂直，日本附近海溝走向則與本島平行；如果產生海嘯，對台灣的衝擊也遠小於日本。不過，規模八的淺層地震，仍有可能對台灣沿海區域造成威脅，特別是西南區域海底地形較平緩，若有淺層外海隱沒帶型地震，影響會大於東北部海岸。台灣出現像日本這麼高海嘯﹙註：本次東北大地震海嘯最高溯昇為39.2公尺﹚機率是零；但有機會超過10公尺。即使台灣海嘯機率較日本小很多，但為因應日本福島事故原能會仍要求台電斥資64億為四座核電廠蓋海嘯牆防堵，其他改善措施花費高達百億應可確保安全。

        至於台灣東北角海底火山究有何影響?現有的研究文獻不足，歷史上亦無海嘯相關記錄，但對照日本地質活動的頻頻，此議題似乎無海底淺源地震之嚴重。