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新模型将呼吸液滴物理与新型肺炎联系起来

根据国际工程师团队对液滴物理的研究,在潮湿,寒冷的气候中,咳嗽或打喷嚏产生的呼吸液滴的传播时间更长,持续时间更长,而在干燥,干燥的气候条件下,呼吸液滴的持续时间更长。研究人员将对环境因素对飞沫传播的影响的理解纳入了一个新的数学模型,该数学模型可用于预测包括COVID-19在内的呼吸道病毒的早期传播以及呼吸飞沫在该传播过程中的作用。

该小组开发了这种新模型,以更好地理解小滴云在呼吸道病毒传播中的作用。他们的模型是第一个基于研究化学反应的基本方法(称为碰撞率理论)建立的,该方法研究感染者与健康人呼出的液滴云的相互作用和碰撞率。他们的工作将种群规模的人类交互作用与微观尺度的液滴物理结果联系起来,从而得出液滴扩散的距离和速度以及持续的时间。

他们的结果发表在6月30日的《流体物理学》杂志上。

“化学反应的基本基本形式是两个分子发生碰撞。它们发生碰撞的频率将使您知道反应进行得有多快,”加利福尼亚大学圣地亚哥分校机械工程学教授Abhishek Saha说,该论文的作者。“这里完全一样;健康人多久接触一次被感染的飞沫,可以衡量疾病传播的速度。”

他们发现,根据天气情况,一些呼吸飞沫在蒸发之前会远离其来源8到13英尺,甚至没有考虑到风的影响。这意味着,如果没有口罩,六英尺的社交距离可能不足以阻止一个人的呼气颗粒到达他人。

萨哈说:“小滴的物理学很大程度上取决于天气。”“如果您处于较冷潮湿的气候中,则比起在炎热干燥的气候中喷嚏或咳嗽产生的水滴将持续更长的时间并传播得更远。在炎热的干燥气候中,它们会更快地蒸发掉。我们将这些参数纳入了我们的感染模型得以传播;据我们所知,它们并未包含在现有模型中。”

研究人员希望他们更详细的感染传播率和飞沫传播率模型将有助于在更地方层面上为公共卫生政策提供信息,并可以在将来用于更好地了解环境因素在病毒传播中的作用。

他们发现,在35°C(95F)和40%的相对湿度下,液滴可以传播约8英尺。但是,在5°C(41°F)和80%的湿度下,液滴最多可以传播12英尺。研究小组还发现,液滴在14-48微米范围内蒸发和传播距离更长,因此具有更高的风险。另一方面,较小的液滴会在几分之一秒内蒸发,而大于100微米的液滴会由于重量而迅速沉降到地面上。

这进一步证明了佩戴口罩的重要性,因为口罩会将颗粒捕集在此临界范围内。

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