在距离日本东北海岸373公里以外发生的毁灭性地震穿过市区之前，东京的居民们有大约80秒钟的时间，多亏了一个新的早期预警系统。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——这反映出，需要一种完全不同的技术来监测地震，并计算其冲击力，研究人员们说。

　　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。“我认为，这大概是世界上对地震防备做得最好的国家了，” 麻省理工学院的地球物理学家史蒂芬•郎得内（Stephane Rondenay）说。

　　这些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。

　　这次地震发生在格林威治标准时间17:46。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，穿越373公里到达东京，郎得内说。

　　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。包括台湾和墨西哥在内的一些国家和地区都正在实施类似的系统，加利福尼亚也一直致力于研究出一套预警系统。斯坦福大学的一项研究被称为地震守望网络（Quake-Catcher Network），试图用笔记本电脑中使用的加速度计数据来监测震动。

　　海啸警报需要较长时间才能生成。日本政府在震后三分钟才发出海啸警报，太平洋海啸警报中心（由NOAA运行）在震后九分钟才发出警报，也就是说，在格林威治时间17:55。这种较慢的响应反映出高强度的计算要求。NOAA必须确定，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，郎得内说。太多的误报会减弱对系统的信任，警告发出太快不会对不同地区的到达时间给出良好的数据，他补充说。“必须考虑更多的参数。”

　　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。在受灾最严重地区的居民可能只有15分钟的预警，尽管东京至少可以得到40分钟的预警。

　　日本也可能得益于自1995年神户破坏性大地震后作出的建筑结构上的改进。“我的感觉是，建筑物的表现相当不错。现在，越来越多的建筑物正在由耗散装置组成，可以吸收震动，爱德华•考塞尔（Eduardo Kausel）说，他是麻省理工学院的工程学教授，地震工程专家。“日本从神户地震学到了沉痛的教训，受到损害的程度令人尴尬，所以，他们试图在震后这些年，纠正大多数已知的缺陷。但是，不管你做什么，你将会受到损害。在地震工程学中，总有不确定性”。