地震是由于地下岩体突然破裂或错动而产生的，其释放的能量一般以地震波的形式向周围辐射出去，从而造成一定程度的灾害而被感知。由于地震短临预测仍是世界科学难题，地震预警逐步成为地震防灾减灾的有效途径之一。地震预警是在大地震发生后，利用地震波传播速度小于电波传播速度的特点，在强破坏性地面运动到来之前几秒到几十秒的时间内发布预警信息，可以在较大程度上降低地震破坏造成的人员伤亡和财产损失。如，日本国土交通省所属的日本气象厅于2006年8月1日开始启用紧急地震速报系统，在大震预警方面取得较好效果。

近期研究表明，利用超导重力仪可识别到地震破裂过程信息。超导重力仪具有极宽的动态线性测量范围、极低的噪声水平、极小的漂移率和极高的稳定性，可以有效检测到地球内部动力学现象导致的微弱的地表重力场信号。Montagner等（2016）仔细对比研究了2011年日本东北M_W 9.0地震破裂期间Kamioka天文台超导重力仪记录（2011年3月9日—11日，震中距约510 km）和日本F-net网中震中距相近的5台宽频带地震仪（WJM、TGA、NAA、KNY和KZS）同步记录，利用盲信号统计分析方法寻找地震破裂相关瞬时重力信号。研究表明，识别出的超导重力仪残差信号振幅达到零点几微伽（超过背景噪声），具有高于99%的统计显著性，与理论预测信号具有较好的一致性。瞬时重力信号的产生主要是因为，地震会引起瞬时质量的重新分布。瞬时质量一方面来自于断层破裂本身，另一方面来自于地震波引起的密度扰动并随之传播。二者均会引起以光速传播的重力扰动信号，可比最快的弹性P波信号更早到达地震观测台站。反过来，重力扰动会在地球上各处产生次生地震源，其中一部分会在台站观测位置周围直达P波到达前引起地面运动（Zhang et al，2020）。

利用瞬变重力信号进行地震预警目前尚存在一些问题需要解决。第一，通常超导重力仪记录的地震瞬时重力变化信号非常小。为了使检测的机会最大化，需要满足以下条件：测站要尽可能具有低噪声观测环境；地震足够大，以使测站能记录到较强信噪比信号。第二，瞬变信号的识别复杂且计算量大。针对以上问题，Montagner等（2016）认为，新研制的重力梯度仪可更稳健地克服噪声干扰；Zhang等（2020）提出了一种直接方法，可以更准确地解决全耦合的弹性引力边值问题。虽然瞬变重力信号与实际地震预警应用还存在一定距离，但随着研究的深入和观测技术的发展，这些问题应能逐步解决。

目前，中国地震重力观测网由86个连续重力台（秒或分钟采样，设有gPhone、DZW和GS15弹簧式仪器以及更高精度的超导重力仪GWR/iGRAV）组成。随着中国“一带一路”地震监测等工程及未来台网的规划与实施，我国将逐步建成以超导重力仪为主的高精度重力观测网，将具备开展重大破坏性地震预警实验研究的能力，以突破现有地震预警系统受地震波传播速度的限制，更快提供有关地震破裂发生的信号源，如，可靠地估算主要震源参数，包括矩震级、破裂持续时间和震源机制等，这样，中国高精度重力观测网将为地震防灾减灾发挥更大的社会效益和经济效益。