喷嚏产生的雾状结构(图片来源:nature viedeo)
喷嚏和咳嗽到底能飞多远?
高速视频捕捉到的喷嚏。打喷嚏后,较大的液滴(绿色)从口中喷出,下落速度相对较快。雾状的液滴“云”(红色),它们传播距离多达8米(图片来源:文献1)
通过慢动作视频,我们可以看到喷嚏、咳嗽产生的过程。
在咳嗽、喷嚏的过程中,我们可以看到液滴组成的高密度喷射物,科学家将之称之为“云”。
较大的液滴不受气相流动的影响,下坠速度较快,距离比较近,在1米范围内;而较小的液滴以不同程度的湍流气云悬浮,射程较远。
大液滴下降的轨迹(图片来源:文献1)
这团“云”在喷射过程中,会将周围的空气卷入,“云”的体积会不断增大,但速度也会逐渐减慢。
咳嗽中云的产生(图片来源:文献1)
通过大量测量,然后将数据输入数学模型后,科学家得出结论:打喷嚏产生的较大液滴可以最远到达8米远的地方,而咳嗽则达到6米远。并且根据不同的环境条件,喷嚏和咳嗽最多可以在空中停留长达10分钟。
由此可见,咳嗽和喷嚏不管在传播距离还是停留空中的时间方面,都足够长,如果是在室内打喷嚏或咳嗽的话,“云”肯定可以从房间一端飘到另一端,这是完全没问题的。
所以是不是人站在患者10米开外就没问题了呢?并不是。
前面说了,实验的计算结果的是均值,并不是所有的数据,一些颗粒较小(5微米以下)的液滴会飞得很远,甚至有可能会在空中一直漂浮,而这些飘在空中的到底能飘多久这就很难说了,所以室内通风很重要。
另外,有的人肺活量大,传播距离会更远,人与人之间能呼出的距离是有一定差异的。
最终小液滴落了下来,有的落在了桌子上,有的落在了手机上,有的落在了你的键盘上,有的落在了把柄上,有的落在了你的手上……而你无意中触摸了这些液滴,最后又不洗手,就在不知不觉中染上了病毒,所以勤洗手也很重要。
戴口罩到底有什么用?
既然咳嗽和喷嚏传播病毒、细菌的能力那么强,那我们就得戴口罩了。不过问题又来了,口罩到底能阻挡多少病毒、细菌的传播。
有个新加坡的科学家就做了这么一个实验,用彩色纹影法成像,观察戴不同类型口罩,会对病毒的传播有什么影响。(作者注:纹影法是力学实验中一种常用的光学观测方法。利用光在被测流场中的折射率梯度正比于流场的气流密度的原理,将流场中密度梯度的变化转变为记录平面上相对光强的变化,使可压缩流场中的激波、压缩波等密度变化剧烈的区域成为可观察、可分辨的图像,从而记录下来。)
科学家选择了标准外科口罩、N95口罩作为实验材料,在规范戴口罩的前提下,看看不同口罩对呼出物有怎样的阻止效果。
在不戴口罩的情况下,人咳嗽从嘴中呼出的气溶胶自然地涌入周围的空气中。