冬天比夏天更容易被感染——對於冠狀病毒大流行、流感和其他病毒性疾病來說都是如此。相對溼度在這方面起著重要作用。在室外,冬天的室外溫度比夏天高很多,從我們的呼吸在冷空氣中凝結成水滴就可以看出。
以前的模型假設只有大飛沫才會造成相關的感染風險,因為小飛沫蒸發得很快。然而,在維也納工業大學(維也納),與帕多瓦大學合作,現在已經證明這是不正確的:由於我們呼吸的空氣溼度很高,即使是小液滴在空氣中停留的時間也比之前假設。該研究發表在科學期刊PNAS 上。
Alfredo Soldati 教授和他在維也納工業大學流體力學和傳熱研究所的團隊正在研究由不同成分組成的流動——所謂的“多相流”。這包括感染者打噴嚏時撥出的空氣:傳染性病毒存在於不同大小的液滴中,氣體介於兩者之間。
這種混合導致了相對複雜的流動行為:液滴和氣體都在移動,兩種成分相互影響,液滴可以蒸發並變成氣體。為了深入瞭解這些影響,開發了計算機模擬,其中可以在不同的環境引數(例如不同的溫度和溼度)下計算飛沫和呼吸空氣的擴散。
此外,還進行了實驗 將帶有電磁控制閥的噴嘴安裝在塑膠頭中,以精確定義的方式噴射液滴和氣體的混合物。這個過程是用高速攝像機記錄的,因此可以準確測量哪些液滴留在空氣中以及停留了多長時間。帕多瓦大學的 Francesco Picano 團隊也參與了該研究專案。
潮溼的呼吸空氣使飛沫懸停時間更長
“我們發現小液滴在空氣中停留的時間比以前認為的要長一個數量級,”阿爾弗雷多·索爾達蒂說。“這有一個簡單的原因:液滴的蒸發率不是由環境的平均相對溼度決定的,而是由液滴所在位置的區域性溼度決定的。” 在撥出的空氣得多比環境空氣潮溼,並且該撥出溼度會導致小的液滴更緩慢地蒸發。當第一個液滴蒸發時,這會導致區域性更高的溼度,進一步減慢其他液滴的進一步蒸發過程。
“這確實意味著小飛沫的傳染時間比假設的要長,但這不應成為悲觀的理由,”阿爾弗雷多·索爾達蒂說。“這只是告訴我們,你必須以正確的方式研究這些現象才能理解它們。只有這樣我們才能提出科學合理的建議,例如關於口罩和安全距離的建議。”