Tsunamis são grandes movimentos de água desencadeados por terremotos submarinos. Embora raros, o impacto de um tsunami em regiões costeiras pode ser devastador. Em 2014, o tsunami mais recente registrado atingiu Fukushima, Japão, em 11 de março de 2011, que também desencadeou o acidente na usina nuclear de Fukushima Daiichi. Devido ao altíssimo risco de perda de vidas, a NOAA e suas agências homólogas ao redor do mundo possuem vários instrumentos para detectar um tsunami ou um tsunami potencial. A maioria dos tsunamis, e evidências de tsunamis passados, está em terra ao redor do Oceano Pacífico.
O primeiro aviso de um tsunami geralmente é um sinal de sismógrafo para um terremoto. A rede sismográfica usada pela NOAA e agências homólogas triangula múltiplos sinais para obter latitude e longitude da fonte da perturbação. Qualquer terremoto submarino de magnitude significativa pode desencadear um tsunami, e as ondas sismográficas viajam pela crosta terrestre muito mais rapidamente que o próprio tsunami viaja pelo oceano. Os sismógrafos dão um valioso primeiro indicador de um possível tsunami, mas há muitos mais terremotos do que ondas de maré — portanto, avisos de sismógrafos são corroborados com outros instrumentos antes que ações defensivas sejam tomadas.
A primeira medição direta de um tsunami vem de boias de oceano profundo. A NOAA e agências homólogas têm um sistema de boias que flutuam na superfície do oceano e um monitor de pressão que desce até o fundo do mar. O monitor de pressão é muito sensível e pode medir uma diferença na pressão da água do oceano profundo correspondendo a um ou dois milímetros de aumento na altura da onda.
Marégrafos são sistemas de medição que registram as alturas da maré alta e baixa em um local específico, e vinculam essa informação a um conjunto de coordenadas GPS. Esses sistemas são mais propensos a detectar deslizamentos submarinos em sua localização específica do que a rede distribuída de boias. A rede de boias detectará muitas coisas que não são um tsunami, então os dados precisam ser filtrados. O marégrafo detectará tsunamis apenas quando ocorrerem, mas não dará um aviso tão longo. Ter ambas as fontes de dados permite maior precisão sobre o escopo e a área afetada.
A observação por satélite do tsunami indonésio de 2004 aconteceu mais ou menos por acaso, mas os satélites foram capazes de detectar e medir a onda em si. A informação aprendida com isso gerou pesquisas sobre o uso de satélites existentes para medir distorções oceânicas — há até propostas para usar a distorção gravitacional causada pela massa de água em movimento em um tsunami como mecanismo de detecção.
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