研究方向

一、震源破裂研究

斷層破裂的動態行為非常複雜且成為目前研究潮流中最重要的項目之一。除了因集集地震的發生，讓台灣得以收集了包含強地動，地殼形變的高品質資料外，個人已有若干研究成果，如斷層面之破裂分布(Wen, et al., 2008)，震源區之三維速度構造(Wen et al.,2004)等基礎資料皆已完成。一般破裂傳遞的計算，大多採用有限差分法，但此法不適於曲面上進行。由於譜元素(spectral element )兼具有限元素法之易於描述曲面的優點及計算此有限元素快速許多的優點(Wenet. al.,2007)，故發展此法來探討斷層破裂行為。

二、速度構造反演

使用波形反演地下速度構造：

對於速度構造的反演方法，就線性反演方法的部份，先運用大量的走時資料，以波線追跡法或有限差分法計算理論走時，並採用阻尼最小平方法或奇異值分解等數值方法為反演方法應用於探討區域性的速度構造；然後，運用非線性波形反演去推求精細之地下之速度構造。其方法之重點在於直接尋找全域的誤差最小值，亦就是最佳化的問題(optimization)。藉由模型變數的直接搜尋，並且加以組合使之由正演方法所計算出之理論值與觀測值之間的誤差值來決定變數搜尋的方向。所以，以波形資料來進行速度構造反演。因波形資料除數量較多外，對速度構造也較敏感，故易於掌握地下速度構造的特性。另外，精確的地下速度構造的獲得亦將有助於對盲斷層的識別。

使用走時資料反演地下速度構造：

為瞭解大屯火山區地下構造，利用阻尼最小平方法反演該區域地下速度構造及Q構造(圖五)(Wen et al.,2012a)。藉由反演所得之Qp、Vp及Vp/Vs構造觀察大屯火山區斷層、碎裂帶及火山活動情況與速度構造關係，並推測其在構造上所代表的意義。由於Q值對於非均向性及異質性極為敏感，如配合速度構造情況，可以對複雜的大屯火山區地下構造做進一步的了解及解釋，並以Vp/Vs探求速度構造是否因壓力變化產生裂隙，使得地殼深處氣體或液體逸出或遷移，造成較大的孔隙壓，從而得以觀測斷層位置與Vp/Vs分佈的關聯性。另外，利用Q構造及速度構造亦可作為探討火成岩及斷層位於地底下形式及地體構造概貌。根據研究結果可對地層演化、地體變動有進一步的了解。從反演結果顯示，大 屯山、紗帽山、七星山往東北延伸至竹子山及磺嘴山一帶，深度約10公里以下存在有火成岩的現象，並可發現沿著金山斷層往東南向下存在一高速管狀構造。從速度構造中，可發現一高低速度明顯交界，存在於金山及崁腳斷層間，為西北走向；並切過磺嘴山附近，可能是一向西南傾斜的斷層構造跟山腳斷層有極大的關聯性。

另一硏究重點是以新的觀點重新來檢討台灣西部麓山帶災害地震之發生。台灣甲仙地區在2010甲仙地震前為地震發生稀少的地區，然而在主震發生後此區域下的盲斷層成為台灣西南部麓山帶一條重要的活動斷層，臨近於位於人口 密集的高屏平原(見圖七) (Wen et al.,2012b;Chen et al., 2013)，對此盲斷層特性的了解乃一重要課題，研究成果如下:本研究結合潮洲斷層及其鄰近區域建置的寬頻地震網所收集之微震資料與中央氣象局地震監測網資料13個測站的45170 P波及34636 S波資料進行地震重新定位與反演此區域的三維速度構造；重新定位後，震源位置有群集現象，尤以甲仙地震序列幾個群集地震最為明顯；且由東西向與南北向的震源投影，顯示震源集中於深度10公里，深度20公里以下幾乎無地震分佈(見圖八)。圖八為所反演出的在不同的深度範圍的P波及Vp/Vs比值隨深度的分佈。結果顯示:於深度0-18公里，Vp於潮洲斷層西側呈現速度低區，推論與此處沉積購構造有關；於潮洲斷層東側呈現速度高區，應與中央山脈之第三季變質岩有關。造成此現象的原因是本研究區域位於碰撞前緣，造成構造前端和底部變形最為劇烈，且此區北邊及南邊顯示相異的應力位態，推論此區應為大地應力的轉換帶。

三、前兆研究

另一重要研究目標為臨震前的地震前兆研究，包括利用震前磁場強度變化的方法(Wen et al.,2012c)。近年來，在台灣、日本、中國大陸及印尼等地區，皆因為大地震的發生造成生命財產重大的損失。台灣地區由於板塊擠壓，地震活動頻繁。
因此對於大地震預警工作在人口密集的中部及西南部地區為一重要的課題，因此地震前兆的研究在地震預警的工作上將扮演重要的角色。震前異常現象可以透過傅里葉變換使地磁資料增強其在超低頻率範圍的幅度。在現實中，隨時間變化的地磁數據易受磁暴及太陽的影響，所以如何去除或減清這些因素所造成的影響是非常重要的。我們比對了多筆地震之前其磁場的變化，發現約7成的事件具一致的關聯性。另外，本人亦利用直達P波的訊號以多重濾波法濾波分析後得到群速延遲時間－頻
率譜，再根據線性彈性鬆弛模型理論結合基因演算法計算出最佳頻散衰減因子Qp (Wen et al., 2015)。藉由比對地震前後各測站P波頻散特性隨時間變化的趨勢，討論其Qp值異常與地震發生的關係。此方法亦與GPS訊號於震前的異常現象做比對，因
其對於區域裂隙密度變化具有高敏感性，故其顯示的地震前兆可能作為震源區應力場改變的時間指標，更可成為中短期地震預測的重要參數之一。從結果希望能分析2009南投名間地震前後P波頻散衰減因子的變化特徵及其區域構造地震孕震過程的關係。