Физики выяснили, как климат влияет на распространение Covid-19

Команда физиков из Университета Торонто, Университете Калифорнии в Сан-Диего и Индийского института науки выяснили, что частицы слюны от кашля или чихания перемещаются дальше и сохраняются дольше в условиях влажного холодного климата, чем в жарком и сухом. Ученые включили это понимание влияния факторов окружающей среды на распространение капель в новую математическую модель, которая может быть использована для прогнозирования распространения респираторных вирусов, включая COVID-19, и роли дыхательных капель в этом.

Международная группа исследователей разработала новую модель, чтобы лучше понять роль, которую играют капельные облака в распространении респираторных вирусов. Их модель является первой, основанной на фундаментальном подходе к изучению химических реакций, называемом теорией скорости столкновений, который рассматривает взаимодействие и частоту столкновений капельного облака, выдыхаемого зараженным человеком.

Они обратили свое внимание и опыт на капли, выделяемые при чихании, кашле или разговоре, когда стало ясно, что новый короновирус распространяется через эти дыхательные капли. Они применили существующие модели химических реакций и принципы физики к каплям раствора соленой воды, которую они изучали в ультразвуковом левитаторе для определения размера, распространения и продолжительности жизни таких частиц в различных условиях окружающей среды.

«Основной фундаментальной формой химической реакции является столкновение двух молекул. В зависимости от того, как часто они сталкиваются, можно понять, как быстро протекает реакция», — сказал Абхишек Саха, один из авторов исследования. «Здесь то же самое; как часто здоровые люди вступают в контакт с зараженным облаком капель, может быть мерой того, как быстро распространяется болезнь».

Они обнаружили, что в зависимости от погодных условий некоторые респираторные капельки перед испарением перемещаются на расстояние от 2,4 м до 3,9 м от источника, даже не учитывая ветер. Это означает, что без масок 1,8 метра социальной дистанции может быть недостаточно для того, чтобы выдыхаемые частицы одного человека не достигли кого-то другого.

Саха поясняет, что физика капель в значительной степени зависит от погоды. Если вы находитесь в холодном и влажном климате, слюна от чихания или кашля сохраняется дольше и распространяться дальше, по сравнению с жарким сухим климатом, где частицы слюны испарятся быстрее. Исследователи надеются, что их более детальная модель скорости распространения инфекции и распространения капель поможет общественному здравоохранению и может быть использована для лучшего понимания роли факторов окружающей среды в распространении вирусов.

Они обнаружили, что при 35° C  и 40% относительной влажности капля может перемещаться примерно на 2,4 метра, а при температуре 5° C и влажности 80% частицы могут перемещаться до 3,6 метра. Ученые также выяснили, что капли в диапазоне 14-48 микрон обладают наиболее повышенным риском, так как им требуется больше времени для испарения и они способны перемещаться на большие расстояния. Меньшие капли испаряются в течение доли секунды, в то время как капли размером более 100 микрон быстро оседают на землю благодаря весу. Авторы отметили, что еще одно доказательство важности ношения масок, которые могли бы задерживать частицы в этом критическом диапазоне.

Эта новая модель имеет ограничения, но команда уже работает над повышением универсальности. «Наш следующий шаг — ослабить несколько упрощений и обобщить модель, включив различные способы передачи. Также проводится ряд экспериментов по исследованию респираторных капель, которые оседают на поверхностях», добавили они.

Leave a Reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *