结合福卫五号与太空魔方 中央大学解开地震前兆物理机制

中央大学刘正彦教授（左）和赵吉光教授（右）团队，利用福尔摩沙卫星五号和先进电离层探测仪「太空魔方」，首次解开引发地震电离层前兆物理机制与电场之奥秘。(中央大学提供／李侑珊台北传真)

福卫五号先进电离层探测仪所观察电离层电浆不规则体与地震电离层前兆。(刘正彦提供／李侑珊台北传真)

人类希望预测地震能减少生命和财产的损失。中央大学太空科学与科技研究中心教授刘正彦团队利用「福尔摩沙卫星五号」和先进电离层探测仪AIP「太空魔方」，成功观测到伊朗和伊拉克地震电离层时间与空间异常前兆，以及电离层暴全球效应，解开引发地震电离层前兆物理机制与电场之奥秘，成果刊载于新一期《地球物理学调查》（Surveys in Geophysics）国际顶尖期刊。

刘正彦团队统计研究1999到2016年共18年间，两伊地区53笔规模M5.5以上地震电离层异常特性，发现这些地震在发生前6到14天的电离层全电子含量会显著异常增加。

刘正彦团队观测发现2017年11月12日规模M7.3两伊地震的8到10天前，电离层全电子含量亦是显著异常增加，十分吻合18年的统计结果，而且这些异常增加会频繁出现在该地震震央之小区域上空。

刘正彦团队进一步利用电浆物理发电机原理，分析「福尔摩沙卫星五号」先进电离层探测仪同时同地所量测之离子速度，得知引发此M7.3地震电离层前兆为0.26毫伏每米之向东电场。值得注意的是，全电子含量与「福尔摩沙卫星五号」离子浓度具有相同之变化趋势，说明研究结果完全吻合电浆准电中性之物理特性和岩石层-大气层-电离层耦合效应。

这次的研究团队，除刘正彦之外，还包括中央大学太空科学与工程学系教授赵吉光、统计研究所教授陈玉英、太空系主任张起维、太空研究中心助理研究员张富渊与林其彦及太空系博士生文允晟等人。

刘正彦表示，这项重要成果归功于台湾首颗自主研发的光学遥测卫星「福尔摩沙卫星五号」，以及中央大学自主研发的科学酬载-先进电离层探测仪（AIP）。

刘正彦说，光学遥测影像仪ORSI有如「千里眼」，而AIP像「顺风耳」，两者相辅相成，共同完成防灾、减灾、救灾任务。AIP虽然重量仅占「福尔摩沙卫星五号」的百分之一，但却让科学探索如虎添翼，也经过科学团队锲而不舍的努力，终于找到其物理机制，是历史性的突破。

「地震预测是一项极为艰巨和挑战的工作，要知道何时发生、发生地点和规模大小，须赖可靠的前兆讯息。」刘正彦提到，当中的关键在于赵吉光教授历经20多年努力打造出的「太空魔方」，利用纯金筛网，建构完成全世界最精准之电离层电浆探测仪，并可以高时空解析度量测离子浓度、离子温度、离子速度等，得以窥见电离层太空天气和观察地震电离层前兆之奥秘。