新模型將呼吸道飛沫的物理特性與新型聯(lián)系起來(lái)

根據(jù)國(guó)際工程師團(tuán)隊(duì)對(duì)霧滴物理的研究，在潮濕寒冷的氣候中，咳嗽或打噴嚏產(chǎn)生的呼吸道霧滴傳播時(shí)間更長(zhǎng)，持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，而在干燥干燥的氣候中，呼吸道霧滴持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。研究人員將環(huán)境因素對(duì)飛沫傳播影響的認(rèn)識(shí)納入一個(gè)新的數(shù)學(xué)模型，該模型可用于預(yù)測(cè)包括新冠在內(nèi)的呼吸道病毒的早期傳播以及呼吸道飛沫在傳播過(guò)程中的作用。

該團(tuán)隊(duì)開發(fā)了這個(gè)新模型，以更好地理解霧滴云在呼吸道病毒傳播中的作用。他們的模型是第一個(gè)基于研究化學(xué)反應(yīng)的基本方法(稱為碰撞率理論)的模型，研究的是感染者和健康人呼出的霧滴云的相互作用和碰撞率。他們的工作將人口規(guī)模的人類相互作用與微滴的微觀物理結(jié)果聯(lián)系起來(lái)，從而獲得微滴擴(kuò)散的距離、速度和持續(xù)時(shí)間。

他們的研究結(jié)果發(fā)表在6月30日的《流體物理學(xué)》雜志上。

“化學(xué)反應(yīng)的基本形式是兩個(gè)分子碰撞。他們碰撞的頻率會(huì)讓你知道反應(yīng)進(jìn)行得有多快，”論文作者、加州大學(xué)圣地亞哥分校機(jī)械工程教授Abhishek Saha說(shuō)?！斑@里完全一樣；健康人接觸受感染飛沫的頻率可以衡量疾病傳播的速度。”

他們發(fā)現(xiàn)，根據(jù)天氣情況，即使不考慮風(fēng)的影響，一些呼吸的水滴在蒸發(fā)前也會(huì)離它們的源頭8到13英尺。這意味著，如果沒有口罩，6英尺的社交距離可能不足以阻止一個(gè)人的呼氣顆粒到達(dá)其他人。

薩哈說(shuō)：“水滴的物理性質(zhì)很大程度上取決于天氣?！薄叭绻闾幵诤涑睗竦臍夂蛑?，噴嚏或咳嗽產(chǎn)生的水滴會(huì)比炎熱干燥的氣候持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間，傳播更遠(yuǎn)。在炎熱干燥的氣候下，它們會(huì)蒸發(fā)得更快。我們把這些參數(shù)放入我們的感染模型中進(jìn)行傳播；據(jù)我們所知，它們不包含在現(xiàn)有模型中?！?

研究人員希望他們更詳細(xì)的感染傳播率和飛沫傳播率模型將有助于在更局部的層面上為公共衛(wèi)生政策提供信息，并可用于未來(lái)更好地理解環(huán)境因素在病毒傳播中的作用。

他們發(fā)現(xiàn)，在35攝氏度(95華氏度)和40%的相對(duì)濕度下，水滴可以移動(dòng)大約8英尺。然而，在5攝氏度(41華氏度)和80%的濕度下，液滴可以移動(dòng)到12英尺。研究小組還發(fā)現(xiàn)，14-48微米范圍內(nèi)的液滴蒸發(fā)和傳播距離更長(zhǎng)，因此風(fēng)險(xiǎn)更高。另一方面，較小的液滴將在幾分之一秒內(nèi)蒸發(fā)，而大于100微米的液滴將由于其重量而迅速下沉到地面。

這進(jìn)一步證明了戴口罩的重要性，因?yàn)榭谡挚梢詫㈩w粒截留在這個(gè)臨界范圍內(nèi)。

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