2011年3月11日，在格林威治标准时间5时46分23秒（当地时间14时46分23秒），日本本州岛仙台市以东130千米的近海发生里氏9级地震，震源深度为24.4千米（15.2英里），并引发高达10米的海啸。此次地震是日本有观测纪录以来规模最大的地震。但得益于其世界上最先进的地震和海啸预警系统，其人员伤亡比1995年阪神大地震要少很多。得益于地震预警系统，距离仙台373公里以外的东京，在毁灭性地震穿过市区之前获得了宝贵的80秒以避难。虽然整个系统只能在严重晃动开始之前几秒钟到一两分钟发出警告，这已经足以让民众找到遮蔽、停下医院里的手术、跑出电梯或将汽车停在路边。

日本拥有世界上最先进的地震预警系统，包括分布在全国的1000多个地震仪。他们协同监测震颤，使得短暂的预警不仅可以有益于易受伤害的铁路和公用事业——可以让高铁减速并和关闭天然气管道——而且还可以通过电视、互联网和短信通知民众。 下面的资料图片，可以很好地说明地震和海啸预警系统是如何工作的。

如图1所示地震仪探测到地震的第一个证据——P波，它波长很短，一般造成较小损害——并计算出震中位置。较长波长和破坏性更大的S波接踵而来，通常在几秒钟内。

图1 震仪探测到地震的第一个证据

图片来源：http://www.eeworld.com.cn/afdz/2011/0314/article_3557.html

地震预警系统的终端传感器检测出足够的信号以确定地震强度、并发出警报大概需要十秒钟。由于更具破坏性的第二波以每秒4公里速度前进，它将需要大约90秒的时间才能到达373公里外东京。图2显示了地震预警系统中分部在各地的探测节点上获得的地震的程度度和位置。

图2 探测节点获取地震程度和位置

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但是，海啸预警的生成则需要较长时间，在第一批海浪冲上岸边前，只有几分钟的警告。图3显示了美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的DART(Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis)海啸实时预警系统原理图。

图3 海啸实时预警系统原理图

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此次地震3分钟后，日本政府才发出海啸警报，NOAA（美国国家海洋和大气管理局）的太平洋海啸警报中心在震后9分钟才发出警报，这种较慢的响应反映出高强度的计算要求。因为很多因素和参数要考虑，比如地震是否发生在大洋盆底，海底可能的变形状况，以及地震造成什么样的运动等等。幸运的是，尽管海啸速度很快，他们没有地震本身移动的速度快。海啸在深水中可以跑得像喷气飞机那么快，它们扩散成更深的水柱，在海水表明只做出较小的缓慢波浪。它们慢下来时，会在浅水区域产生更高的波浪。

图4为海啸预警系统的前端和监测系统——NOAA的海洋浮标检测系统的实况图。从而NOAA可以实时的模拟出海啸的扩散图，如图5所示。

图4 海啸预警系统的前端和监测系统——NOAA的海洋浮标检测系统的实况图

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图5 海啸扩散模拟图

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参考来源：

[1] http://www.eeworld.com.cn/afdz/2011/0314/article_3557.html.