結合福衛五號與太空魔方 中央大學解開地震前兆物理機制

中央大學劉正彥教授（左）和趙吉光教授（右）團隊，利用福爾摩沙衛星五號和先進電離層探測儀「太空魔方」，首次解開引發地震電離層前兆物理機制與電場之奧秘。(中央大學提供／李侑珊臺北傳真)

福衛五號先進電離層探測儀所觀察電離層電漿不規則體與地震電離層前兆。(劉正彥提供／李侑珊臺北傳真)

人類希望預測地震能減少生命和財產的損失。中央大學太空科學與科技研究中心教授劉正彥團隊利用「福爾摩沙衛星五號」和先進電離層探測儀AIP「太空魔方」，成功觀測到伊朗和伊拉克地震電離層時間與空間異常前兆，以及電離層暴全球效應，解開引發地震電離層前兆物理機制與電場之奧秘，成果刊載於新一期《地球物理學調查》（Surveys in Geophysics）國際頂尖期刊。

劉正彥團隊統計研究1999到2016年共18年間，兩伊地區53筆規模M5.5以上地震電離層異常特性，發現這些地震在發生前6到14天的電離層全電子含量會顯著異常增加。

劉正彥團隊觀測發現2017年11月12日規模M7.3兩伊地震的8到10天前，電離層全電子含量亦是顯著異常增加，十分吻合18年的統計結果，而且這些異常增加會頻繁出現在該地震震央之小區域上空。

劉正彥團隊進一步利用電漿物理髮電機原理，分析「福爾摩沙衛星五號」先進電離層探測儀同時同地所量測之離子速度，得知引發此M7.3地震電離層前兆爲0.26毫伏每米之向東電場。值得注意的是，全電子含量與「福爾摩沙衛星五號」離子濃度具有相同之變化趨勢，說明研究結果完全吻合電漿準電中性之物理特性和岩石層-大氣層-電離層耦合效應。

這次的研究團隊，除劉正彥之外，還包括中央大學太空科學與工程學系教授趙吉光、統計研究所教授陳玉英、太空系主任張起維、太空研究中心助理研究員張富淵與林其彥及太空系博士生文允晟等人。

劉正彥表示，這項重要成果歸功於臺灣首顆自主研發的光學遙測衛星「福爾摩沙衛星五號」，以及中央大學自主研發的科學酬載-先進電離層探測儀（AIP）。

劉正彥說，光學遙測影像儀ORSI有如「千里眼」，而AIP像「順風耳」，兩者相輔相成，共同完成防災、減災、救災任務。AIP雖然重量僅佔「福爾摩沙衛星五號」的百分之一，但卻讓科學探索如虎添翼，也經過科學團隊鍥而不捨的努力，終於找到其物理機制，是歷史性的突破。

「地震預測是一項極爲艱鉅和挑戰的工作，要知道何時發生、發生地點和規模大小，須賴可靠的前兆訊息。」劉正彥提到，當中的關鍵在於趙吉光教授歷經20多年努力打造出的「太空魔方」，利用純金篩網，建構完成全世界最精準之電離層電漿探測儀，並可以高時空解析度量測離子濃度、離子溫度、離子速度等，得以窺見電離層太空天氣和觀察地震電離層前兆之奧秘。