让微风吹进来

大多数COVID指南强调了6英尺的身体距离规则，即病毒通过我们说话、咳嗽或打喷嚏时产生的大飞沫传播。相对来说，这些水滴会在飞行几英尺之前降落到地面。

加州大学圣巴巴拉分校复杂和非线性科学中心主任比约恩·比尔尼尔(Bjorn Birnir)说:“然而，即使人们保持6英尺的距离，这些疾病还是会爆发，尤其是在室内。”最近的证据表明，该病毒还以更小的飞沫和气溶胶传播，它们可以在空气中停留数小时。

Birnir和他的同事Luiza Angheluta——奥斯陆大学的教授，目前是UCSB Kavli理论物理研究所的访问研究员——决定将他们在流体动力学方面的专业知识应用到COVID超级传播事件中，以了解它们可能是如何发生的。他们发现，关键因素是空气循环。他们的研究结果发表在medRxiv——健康科学的预印本服务器上，目前正在接受同行评议。

1月底和2月初，中国广州三个家庭的10人在春节期间在同一家有空调的餐厅用餐后均患病。所有的病例都与这家餐厅的一位有传染性的顾客有关。

所有感染的就餐者都被安排在餐厅的一个区域，由一台空调提供服务。在另一张桌子上靠近感染者，但在另一台空调的吹风下，顾客并没有生病。

 

Birnir研究的主题似乎很好地理解了餐厅里发生的事情。他专门研究流体动力学，并致力于一类叫做拉格朗日流体动力学的问题，这涉及到流体的流动。他说:“这正是你想对这些飞沫和气溶胶做的事情。”“你想要跟随他们，你想要看到他们去哪里。值得庆幸的是，今年1月，Birnir在这一领域刚刚取得了重大进展。

流体流动是随机和不规则的，所以数学家们不会试图捕捉所有的细节。相反，他们对一段时间内的总流体流量取统计平均值。这项技术使得Birnir和Angheluta能够建立一个模型来研究气流是如何携带粒子的，这些粒子被称为“被动标量”，因为它们被气流携带，但不影响气流。

他说:“我们发现，这些水滴和气溶胶的浓度实际上是在一个有限的空间里随着时间的推移逐渐增加的。”这与人们认为传染性飞沫很大，只会从空气中沉淀下来的观点形成了鲜明的对比。

在一个与餐厅区域大小相当的不通风的房间里呆上15分钟后，任何地方的人都会体验到与坐在传染者旁边同样的效果。比尔尼尔说:“一个小时后，感染的病毒数量是最初坐在感染者旁边的四倍。”

许多人认为空调可以缓解这个问题。换句话说，交流过滤器和外部空气的吸入相结合就足以控制病毒载量。但研究人员发现，正常的空调设备只会将餐厅里的微粒聚集时间推迟10分钟，并将一个小时内的接触率降低到最初接触感染者时的2.5倍。

“基本上，我们的结论是，这些超级传播者并不是真正的人，他们只是空调和在有限空间内循环空气流动，”Birnir说。

如果暖通空调系统不能100%吸收新空气，又没有高质量的过滤器，那么随着时间的推移，小液滴、气溶胶以及病毒颗粒的浓度很可能会增加。

这对我们如何在办公室和教室进行风险管理有重大影响。Birnir说:“好消息是，我们有一种对付这种病毒的方法，这是我们没有意识到的。”“这是通风。”

良好的通风、合格的过滤器和面罩有助于降低感染率。事实上，在抗生素出现之前，人们使用类似的策略来有效地对付肺结核，Birnir说。

但他说，大多数办公室和公寓的空调单元都不够结实，无法应付更好的过滤器和增加的空气流量。“我们需要新一代的空调来适应人们大部分时间待在那里的空间。”

比尔尼尔目前正在为大学管理部门制定下一学年的计划和方案提供建议。“如果我们开始允许一些面对面的课程，我们可能想让他们在外面，”他说。“因为圣巴巴拉总是有一点微风，这就是你所需要的。如果你上课时保持物理距离——这样你就不会被大飞沫感染——而且有一点微风吹过，那么你就有了一个安全的空间。”