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东京时间下午2点46分，上个世纪最大的一次地震袭击了日本主岛本州岛海岸附近。8.9级地震掀起了巨大的海啸，袭击了沿海城市，尤其是东京以北的东海岸。
据日本气象厅的数据显示，海啸迅速到达海岸线；在一些地方，地震发生后大约半小时内，水位上涨了三米以上。据已发布报道，死亡人数已超过300人，而且随着搜寻失踪人员的继续，这一数字可能会攀升。
但是，如果不是全球地震和海浪传感器网络快速记录和传播可能发生的海啸信息，情况可能会更糟。下午2点55分，即地震发生九分钟后，美国国家气象局位于夏威夷的太平洋海啸预警中心（PTWC）根据对地震的初步检测，发布了该地区警报。随着更好的数据涌入，预警变得更加精确和严重。
PTWC助理主任斯图尔特·温斯坦表示：“我认为从我的角度来看，该系统运行良好。” 最初的预警依赖于将地震登记为7.9级的初步地震数据，但是初始检测后可能需要几十分钟的时间，长周期地震波才能提供更完整的地震能量图。“人们必须记住，对于大地震，需要时间才能获得好数据，”温斯坦说。
随着地震的全部程度变得清晰起来，太平洋上的海啸监测浮标开始确认地震产生了海啸。下午3点19分，日本海岸附近的一个深海海啸评估和报告（DART）浮标记录到一个超过一米高的海浪经过深海。美国国家海洋和大气管理局维护着一个由39个DART浮标组成的网络，其中32个位于太平洋，每个浮标都包括一个海底压力传感器和一个浮动浮标，该浮标将海浪测量值传输到卫星。下午3点43分，PTWC发布了新的警告，DART确认发生了海啸，并将地震的更准确的修订震级定为8.8级。
那时，海浪已经拍打着日本海岸。在这种情况下，采取行动的时间以分钟计算，公众意识可以发挥与早期预警一样重要的作用。“对于如此规模的地震，人们肯定会感觉到，”温斯坦说。“这就是公共教育的用武之地。” 他补充说，由于日本的地球物理环境动荡不安，因此日本民众对地震非常了解：“他们不会等待警告；如果您感觉到地面剧烈摇晃并持续摇晃，您就知道要向高处跑。” （实际上，海啸是日语，意思是“港口波”。）
然而，紧随海啸之前的本州岛大地震可能会加剧逃生难度。“日本当然发布了海啸预警和疏散命令，但是他们的基础设施遭受了地震的严重破坏，”温斯坦说，这使得通信和运输变得困难。
其他地区有更多的时间为海啸的到来做准备，预报员也有更多的时间和更多的数据来构建预警。夏威夷就是这种情况，在海啸到达海岸之前，它有几个小时的预警时间。国家气象局副助理局长劳拉·弗吉昂在3月11日与记者的电话会议上指出，海啸预警准确预测了夏威夷当地时间凌晨3:00海浪到达的时间。“当我们继续从我们的DART浮标接收更多信息时，这些信息会被输入到我们的模型中，我们会适当地更新我们的模型和建议，”她说。“今天，我们能够将信息传达给所有需要它的人。” 夏威夷确实遭受了一些洪水和海浪破坏，但影响远不及日本严重，并且没有人员伤亡的报告。
海啸继续向东移动，大约太平洋标准时间上午8:45袭击了加利福尼亚州的新月城，高度超过两米，弗吉昂说。联邦紧急事务管理局局长克雷格·富盖特在电话会议上说，美国西海岸的损失主要集中在船只、码头和相关设施上。但是新闻报道指出，一名男子在新月城附近被卷入海中后失踪。
预测海啸和发布快速预警是一项不断发展的追求，它取决于地震模型、可用的监测技术以及机构间的沟通。“在发生此类事件之后，我们将进行调查，看看我们还可以做得更好，”温斯坦说，并补充说该系统按设计运行。“我们发布了及时的信息，我们发布了良好的信息，而且我认为今天挽救了很多生命。”