场址效应

场址效应（英语：Seismic site effects）是一种影响地震烈度的因素 ，又称盆地效应，当震源的地震波传到地表时，因地表表面的地下介质（地盘）的软硬程度而影响此地的烈度大小。原本离震中越近烈度就会越大，但地震波传至冲积层地表时，因浅层地底下的介质，导致速度降低，引起地震波放大，不仅震幅加大，持续时间也延长。

图1显示出了地震波在水平地质层的放大效应。绿色层是较坚硬的底盘，灰色是较松软的冲积层，厚度为${\displaystyle h}$。当振幅为${\displaystyle A_2}$、入射角为${\displaystyle {\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_2}$的S波抵达两地层的界面时，会产生振幅${\displaystyle A_2^{{}^{\prime }}}$和反射角为${\displaystyle {\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_2}$的反射波（英语：Reflection seismology）以及位在地表层振幅${\displaystyle A_1}$和折射角为${\displaystyle {\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_1}$的折射波（英语：Seismic refraction）。

当折射波遇到空气层时，产生振幅${\displaystyle A_1^{{}^{\prime }}}$反射角为${\displaystyle {\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_1}$的反射波。而此地震波会在此地层不断反射与折射，如果此地层较为松软，波速会较慢，折射角会较小，震波会较密集而造成振幅会比${\displaystyle A_2}$来的大，此现象称为场址效应。

场址效应的理论在1985年墨西哥城大地震中第一次被证实。此次地震震中在离墨西哥城数百千米的太平洋海岸，却对墨西哥城造成非常严重的损失。

图.2显示了离震中不同距离的地震站测得的加速度大小。

由图可知，地震烈度随着距离增加先减后增，并在地盘为冲积层的墨西哥城达到最大值。

2016年的南台湾大地震，震中虽然在高雄美浓，台南却损失最严重，因为台南多冲积平原，泥岩风化成黏土层较为松软，因此摇晃程度大、时间久；震中附近县市最大烈度多有5级甚至有6级，但因地质较坚硬，故位在震中的高雄旗山只有1.74秒、甲仙0.04秒。而场址效应让台南足足摇晃8.16秒，离震中略远却比美浓更严重。

在2016年熊本地震中，位于震中附近的益城町因多河川迹地和冲积形成的扇状地，摇晃的程度增大，导致许多房屋倒塌，人员死伤多集中在河岸等地。

根据图1，可以进行以下的理论分析：地震波两个介质沉积层(${\displaystyle i=1}$)与底下底盘(${\displaystyle i=2}$)间不断反射与折射，假设每个地层是均匀的，弹性系数、密度不变，可以导出两个地层间的幅频关系${\displaystyle \stackrel{¯<!--\; ¯\; -->}{T}(\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->})}$。

${\displaystyle \stackrel{¯<!--\; ¯\; -->}{T}(\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->})=\frac{2A_1}{2A_2}=\frac{1}{\cos <!--\; \; -->k_{z_1}h+i\stackrel{¯<!--\; ¯\; -->}{\mathrm{\chi <!--\; \chi \; -->}}\sin <!--\; \; -->k_{z_1}h}}$

其中 ${\displaystyle k_{z_1}=\frac{\mathrm{\omega <!--\; \omega \; -->}{\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_i}{V_{S_i}}}$ ; ${\displaystyle \stackrel{¯<!--\; ¯\; -->}{\mathrm{\chi <!--\; \chi \; -->}}=\sqrt{\frac{{\mathrm{\mu <!--\; \mu \; -->}}_1{\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}_1}{{\mathrm{\mu <!--\; \mu \; -->}}_2{\mathrm{\rho <!--\; \rho \; -->}}_2}}\frac{\cos <!--\; \; -->{\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_1}{\cos <!--\; \; -->{\mathrm{\theta <!--\; \theta \; -->}}_2}}$ :

图3显示了不同基岩的幅频关系${\displaystyle \stackrel{¯<!--\; ¯\; -->}{T}}$，其中沉积层地震波速为${\displaystyle V_{S_1}=200m/s}$。其中当频率为${\displaystyle f_0=\frac{V_{S_1}}{4h}}$的整数倍时会发生极大值，此频率为共振频率。而放大水平则根据速度与${\displaystyle \stackrel{¯<!--\; ¯\; -->}{\mathrm{\chi <!--\; \chi \; -->}}}$的对比：

当沉积层不是水平时分析较为复杂（例如沉积盆地），因为须考虑到边缘的异质性（例如盆边缘）。此时须把它简化成简单的几何形状进行研究或利用数值模拟。

在盆地的地形下，因场址效应，盆地边缘会产生面波，地震的烈度会较大，并因几何形状的因素，增加幅度比水平时大5至10倍。此现象称为“盆地效应”。

1980年代，科学家成功地完成场址效应在峡谷与半圆形盆地的理论分析。而根据最新的研究，已经完成椭圆形盆地的数值模拟分析。

图.4显示了委内瑞拉首都卡拉卡斯的盆地效应。利用边界元法（英语：Boundary Element Method）求出在指定频率${\displaystyle f_0}$下，s波的平面波(${\displaystyle SH}$波)的放大倍数${\displaystyle A_0}$。