据麦姆斯咨询报道，近期，一个跨国科学家团队设计了一种新型低成本的紫外线相机，能够连续监测火山排放的二氧化硫（SO2）气体——可能对即将发生的火山喷发提供更可靠的预测。

夏威夷火山上安装的二氧化硫相机

二氧化硫相机设计

(资料图片仅供参考)

在英国谢菲尔德大学（University of Sheffield）研究人员的带领下，该科学家团队使用差分光吸收光谱（DOAS）在智利和夏威夷的两座活火山上完成了该二氧化硫相机系统的初步测试。

一篇详细介绍该进展的期刊论文的主要作者托马斯·威尔克斯（Thomas Wilkes）说，该二氧化硫相机有可能帮助过渡到对世界各地的危险火山进行更加连续的地球化学监测。

根据发表在Frontiers in Earth Science期刊上的这篇论文介绍，新的二氧化硫相机使用的传感器来自“树莓派（Raspberry Pi）”，但通过移除拜耳滤光片（Bayer filter）并更新光学系统来提高紫外线的灵敏度。

该科学家团队写道，相对于使用科学级商用二氧化硫相机，该方法可以显著降低成本——将成本从数千美元降低到数百美元。

除此之外，他们还使用Zemax光线追踪软件为三重透镜设置设计了一个紫外线透射光学系统，以减少先前工作中看到的图像边缘的球面像差程度。

紫外带通滤光片安装在三重光学器件的后面，以减轻随着滤光片上光入射角的变化而发生的波长传输变化的影响。

该系统还配备了Ocean Insight的“Flame”光谱仪，不需要热电冷却，有助于进一步降低仪器成本和复杂性，并将功耗限制在4 W以下。

“总的来说，一次性仪器的零件成本大约为5000美元，主要由紫外光谱仪和相关光学器件的成本（约3500美元）组成。如果采购批量提升，那么成本将进一步降低。”该科学家团队表示。

到目前为止，Wilkes及其团队已经使用上述设备从智利的拉斯卡火山和夏威夷大岛的基拉韦厄火山采集了两个初步数据集，他们研发的二氧化硫相机在这些地方持续运行。

“在此之前，只有三座火山上安装了永久性二氧化硫相机。”Wilkes补充道，“已经开展了离散的实地活动，虽然其对于一系列研究问题可能具有宝贵的价值，但能够连续监测火山活动非常重要，因为火山的剧烈变化可能在几分钟，也可能是数年甚至几个世纪。”

还有一些重要的限制需要牢记，Wilkes指出，该二氧化硫相机取决于气象条件，当火山气体羽流垂直于相机的观察方向移动时，在晴朗的蓝天下工作效果最佳。

“在许多火山上，很难找到合适的观察几何形状，以确保在给定任何风向和脱气强度的情况下，该二氧化硫相机始终能够捕捉到完整而稳定的气体排放率。”该科学家团队指出。

“虽然我们注意到仍然需要对二氧化硫相机性能进行长期测试，但是与地面遥感仪器和卫星相比，此类相机依然能够提供有价值的数据集。该低成本系统的广泛部署可以持续提供有用的火山监控。”该科学家团队总结道。

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