Starting on 3 May 2018, a series of eruptive fissures opened in Kīlauea Volcano’s lower East Rift Zone (LERZ). Over the course of the next 3 months, intense degassing accompanied lava effusion from these fissures. Here, we report on ground-based observations of the gas emissions associated with Kīlauea’s 2018 eruption. Visual observations combined with radiative transfer modeling show that ultraviolet light could not efficiently penetrate the gas and aerosol plume in the LERZ, complicating SO 2 measurements by differential optical absorption spectroscopy (DOAS). By applying a statistical method that integrates a radiative transfer model with the DOAS retrievals, we were able to calculate sulfur dioxide (SO 2 ) emission rates along with estimates of their uncertainty. We find that sustained SO 2 emissions were highest in June and early July, when approximately 200 kt SO 2 were emitted daily. At the 68% confidence interval, we estimate that 7.1–13.6 Mt SO 2 were released from the LERZ during the entire May to September eruptive episode. Scaling our results with in situ measurements of plume composition, we calculate that 11–21 Mt H 2 O and 1.5–2.8 Mt CO 2 were also emitted. The gas and aerosol emissions caused hazardous conditions in areas proximal to the active vents, but plume dispersion modeling shows that the eruption also significantly impacted air quality hundreds of kilometers downwind. Combined with petrologic studies of the erupted lavas, our measurements indicate that 1.1–2.3 km 3 dense-rock equivalent of lava were erupted from the LERZ, which is approximately twice the concomitant collapse volume of the volcano’s summit.

中文翻译：

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使用基于地面的 DOAS 测量量化与 2018 年基拉韦厄火山裂谷喷发相关的气体排放

从 2018 年 5 月 3 日开始，基拉韦厄火山的下东裂谷带 (LERZ) 出现了一系列喷发裂缝。在接下来的 3 个月中，强烈的脱气伴随着这些裂缝的熔岩渗出。在这里，我们报告了与 2018 年基拉韦厄火山喷发相关的气体排放的地面观测。视觉观察与辐射传输模型相结合表明，紫外线无法有效地穿透 LERZ 中的气体和气溶胶羽流，这使得通过差分光吸收光谱 (DOAS) 进行的 SO 2 测量变得复杂。通过应用将辐射传输模型与 DOAS 反演相结合的统计方法，我们能够计算二氧化硫 (SO 2 ) 排放率及其不确定性的估计值。我们发现持续的 SO 2 排放量在 6 月和 7 月初最高，当每天排放约 200 kt SO 2 时。在 68% 的置信区间，我们估计在整个 5 月至 9 月的喷发期间从 LERZ 释放了 7.1-13.6 Mt SO 2。使用羽流成分的原位测量来缩放我们的结果，我们计算出还排放了 11-21 Mt H 2 O 和 1.5-2.8 Mt CO 2。气体和气溶胶排放在活动喷口附近的区域造成了危险状况，但羽流扩散模型显示，喷发也显着影响了下风向数百公里处的空气质量。结合对喷发熔岩的岩石学研究，我们的测量表明，从 LERZ 喷发了 1.1-2.3 km 3 的熔岩密度，这大约是火山顶峰伴随坍塌体积的两倍。在 68% 的置信区间，我们估计在整个 5 月至 9 月的喷发期间从 LERZ 释放了 7.1-13.6 Mt SO 2。使用羽流成分的原位测量来缩放我们的结果，我们计算出还排放了 11-21 Mt H 2 O 和 1.5-2.8 Mt CO 2。气体和气溶胶排放在活动喷口附近的区域造成了危险状况，但羽流扩散模型显示，喷发也显着影响了下风向数百公里处的空气质量。结合对喷发熔岩的岩石学研究，我们的测量表明，从 LERZ 喷发了 1.1-2.3 km 3 的熔岩密度，这大约是火山顶峰伴随坍塌体积的两倍。在 68% 的置信区间，我们估计在整个 5 月至 9 月的喷发期间从 LERZ 释放了 7.1-13.6 Mt SO 2。使用羽流成分的原位测量来缩放我们的结果，我们计算出还排放了 11-21 Mt H 2 O 和 1.5-2.8 Mt CO 2。气体和气溶胶排放在活动喷口附近的区域造成了危险状况，但羽流扩散模型显示，喷发也显着影响了下风向数百公里处的空气质量。结合对喷发熔岩的岩石学研究，我们的测量表明，从 LERZ 喷发了 1.1-2.3 km 3 的熔岩密度，这大约是火山顶峰伴随坍塌体积的两倍。6 Mt SO 2 在整个 5 月至 9 月的喷发期间从 LERZ 中释放出来。使用羽流成分的原位测量来缩放我们的结果，我们计算出还排放了 11-21 Mt H 2 O 和 1.5-2.8 Mt CO 2。气体和气溶胶排放在活动喷口附近的区域造成了危险状况，但羽流扩散模型显示，喷发也显着影响了下风向数百公里处的空气质量。结合对喷发熔岩的岩石学研究，我们的测量表明，从 LERZ 喷发了 1.1-2.3 km 3 的熔岩密度，这大约是火山顶峰伴随坍塌体积的两倍。6 Mt SO 2 在整个 5 月至 9 月的喷发期间从 LERZ 中释放出来。使用羽流成分的原位测量来缩放我们的结果，我们计算出还排放了 11-21 Mt H 2 O 和 1.5-2.8 Mt CO 2。气体和气溶胶排放在活动喷口附近的区域造成了危险状况，但羽流扩散模型显示，喷发也显着影响了下风向数百公里处的空气质量。结合对喷发熔岩的岩石学研究，我们的测量表明，从 LERZ 喷发了 1.1-2.3 km 3 的熔岩密度，这大约是火山顶峰伴随坍塌体积的两倍。还排放了 8 Mt CO 2 。气体和气溶胶排放在活动喷口附近的区域造成了危险状况，但羽流扩散模型显示，喷发也显着影响了下风向数百公里处的空气质量。结合对喷发熔岩的岩石学研究，我们的测量表明，从 LERZ 喷发了 1.1-2.3 km 3 的熔岩密度，这大约是火山顶峰伴随坍塌体积的两倍。还排放了 8 Mt CO 2 。气体和气溶胶排放在活动喷口附近的区域造成了危险状况，但羽流扩散模型显示，喷发也显着影响了下风向数百公里处的空气质量。结合对喷发熔岩的岩石学研究，我们的测量表明，从 LERZ 喷发了 1.1-2.3 km 3 的熔岩密度，这大约是火山顶峰伴随坍塌体积的两倍。