氣體排放是發生在火山表面下的活動的一種表現，測量它們提供了對不能從表面觀察到的東西的寶貴見解。這些信息對於監測危害和預測未來的爆發是至關重要的。自2000年代中期以來，紫外線SO2相機已成為測量排放的重要工具。

然而，這些測量活動需要用戶在場，使得二氧化硫相機不適合獲取長期數據集。此外，建造和操作這種類型的相機的成本可以達到20000美元，導致永久性安裝的相機實際上非常少。

為了獲得更好的長期監測數據，一個國際研究小組已經開發了一個SO2相機，以持續測量火山的排放率。他們現在已經在《地球科學前沿》上發表了一篇關於相機設計和兩個初始數據集的文章。

夜間拍攝的Kīlauea熔岩湖，其相對大量的氣體排放清晰可見。

“我們的儀器使用的傳感器與智能手機的相機傳感器沒有什麼不同。謝菲爾德大學的研究員、該研究的主要作者托馬斯-威爾克斯博士說：”它被修改過，使其對紫外線敏感，因此能夠檢測二氧化硫。

成本更低，耗電量更少

與以前的模型相比，研究人員的SO2相機明顯便宜，而且耗電更少。新設計的標價約為5000美元，將製造相機所需的零件成本降低到以前型號的約四分之一。

“只要有可能，我們也會3D打印部件，以盡可能地降低成本，”威爾克斯解釋說。”我們還引入了一個用戶友好的免費軟件，用於控制儀器並以強大的方式處理獲得的數據”。廉價和用戶友好使更多的火山學家可以使用該相機，否則他們可能無法獲得包含準確氣體排放率的數據集。

安裝在智利拉斯卡火山上的SO2相機。攝像機被安置在一個保護性的金屬外殼內，其中還放置了為儀器供電的電池；一個用於電池充電的太陽能電池板位於盒子的左邊。

此外，該系統的耗電量很低，平均為3.75瓦特。這大約是以前提出的系統所需功率的一半。研究人員寫道，在沒有什麼太陽能可供利用的地方，這將是特別有益的。他們的相機在更少或更小的太陽能電池板或電池上運行，進一步降低了整體成本。

雖然有其他儀器可以測量火山排放，但”SO2相機可以提供更高的時間和空間分辨率的數據，在永久安裝後可以促進新的火山學研究，”威爾克斯說。

īlauea火山的SO2相機安裝團隊（從左到右： Christoph Kern博士（美國地質調查局），Patricia Nadeau博士（美國地質調查局），Tom Pering博士（謝菲爾德大學））。

來自智利和夏威夷的數據

威爾克斯和他的團隊還展示了兩組初步數據，分別來自智利的地層火山Lascar和夏威夷大島上的盾狀火山Kilauea，他們的相機正在那裡持續工作。

威爾克斯說：”在此之前，只有三座火山上安裝了永久性的二氧化硫相機。已經進行了離散的現場活動，雖然它們對於一系列研究問題來說是非常有價值的，但是能夠連續測量火山活動是非常重要的，因為它可以從幾分鐘到幾十年到幾個世紀甚至更久的時間裡有很大的變化。”

儘管成本效益高且易於使用，研究人員指出了二氧化硫相機的一些局限性，威爾克斯說：”它們取決於氣象條件，在晴朗的藍天下，當火山氣體羽流以90度角移動到攝像機的觀察方向時，它們的工作效果最好。”