2020年12月10日訊/生物谷BIOON/---一項關于汽車乘客車廂內氣流模式的新研究，為可能降低與他人一起乘車時的COVID-19傳播風險提供了一些建議。這項研究由來自美國布朗大學和馬薩諸塞大學的研究人員開展，他們使用計算機模型模擬了一輛小型汽車在各種車窗打開或關閉組合下的內部氣流。模擬結果顯示，打開車窗---越多車窗打開越好--產生的氣流模式，大大降低了司機和單個乘客之間交換的空氣顆粒濃度。他們發現，*大量開啟汽車的通風系統并不能像打開幾扇車窗那樣好地讓空氣流通。相關研究結果于2020年12月4日在線發表在Science Advances期刊上，論文標題為“Airflows inside passenger cars and implications for airborne disease transmission”。
論文共同**作者、布朗大學工程學院研究生Asimanshu Das說，“根據我們的計算機模擬，關著車窗開著空調或暖氣開車**是*糟糕的情況。我們發現的*佳方案是讓所有四扇車窗都打開，但即使有一兩扇車窗打開，也比全部關閉要好得多。”
Das與論文通訊作者兼論文共同**作者、布朗大學前博士后研究員Varghese Mathai共同領導了這項研究。Mathai如今是馬薩諸塞大學阿默斯特分校物理學助理教授。
這些研究人員強調，沒有辦法完全消除風險---當然，目前美國**控制中心（CDC）的指導意見指出，推遲旅行和待在家里是保護個人和社區健康的*佳方式。這項研究的目標只是研究汽車內氣流的變化如何惡化或降低病原體傳播的風險。
這項研究中使用的計算機模型模擬了一輛汽車，大致以豐田普銳斯為基礎，汽車內有兩個人：一名司機和一名乘客坐在司機對面的后座上。這些研究人員之所以選擇這種座位安排，是因為它*大限度地增加了這兩個人之間的物理距離（盡管仍然小于CDC推薦的6英尺）。這些模型模擬了以每小時50英里的速度移動的汽車周圍和內部的氣流，以及來自司機和乘客的氣溶膠的移動和濃度。氣溶膠是微小的顆粒，可以在空氣中停留很長時間。它們被認為是SARS-CoV-2病毒傳播的一種方式，特別是在封閉的空間里。
開車窗在降低氣溶膠傳播方面效果較好的部分原因是，它增加了汽車內的每小時換氣次數（air change per hour, ACH），有助于降低氣溶膠的整體濃度。但是，這些研究人員表示，ACH只是故事的一部分。這項研究表明，不同的開窗組合在汽車內產生了不同的氣流，從而可以增加或減少對殘留氣溶膠的暴露。
由于空氣流過汽車外部的方式，后車窗附近的氣壓往往高于前車窗的氣壓。因此，空氣往往從后車窗進入車內，從前車窗排出。在所有車窗都打開的情況下，這種趨勢會在車廂兩側形成兩個或多或少的獨立氣流。鑒于模擬中的乘客都坐在車廂的對面，因此*終在司機和乘客之間傳遞的顆粒非常少。由于汽車內的平均氣流是從后向前流動的，因此在這種情況下，司機的風險比乘客略高，但與其他任何情況相比，這兩人經歷的顆粒轉移都大大降低。
對部分而非全部車窗關閉的情景進行的模擬得出了一些可能違反直覺的結果。例如，人們可能認為打開汽車上每個人旁邊的車窗可能是減少暴露的*簡單方法。這些模擬發現，雖然這種配置比完全沒有車窗好，但與打開每個人對面的車窗相比，這會產生更高的暴露風險。
論文**作者、布朗大學工程教授Kenny Breuer說，“當與汽車上每個人相對的車窗打開時，汽車上形成的一股氣流從司機身后進入汽車，掃過乘客身后的車廂，然后從乘客側的前車窗出去。這種模式有助于減少司機和乘客之間的交叉污染。”
這些研究人員表示，需要注意的是，氣流調整并不能代替乘員在汽車內時都戴上口罩。而且這些研究結果**于可能含有病原體的殘留氣溶膠的潛在暴露。這項研究沒有模擬較大的呼吸道飛沫或實際被這種病毒感染的風險。
不過，這些研究人員表示，這項研究為汽車乘客車廂內的空氣循環模式提供了有價值的新見解，而這一點此前很少受到關注。
Breuer說，“這是我們所知道的**項真正研究汽車內部微氣候的研究。曾經有一些研究，探究了外部污染物進入汽車的程度，或者香煙煙霧在汽車內停留多長時間。但是，這是**次有人詳細研究氣流模式。”
這項研究是由在布朗大學成立的COVID-19研究小組開展的，該研究小組旨在收集該校各方面的專業知識，以應對這次疫情的各個方面。這個研究小組是由這項研究的論文共同作者、布朗大學病理學與實驗室醫學副教授Jeffrey Bailey領導的。Bailey對這項研究進展如此之快印象深刻，Mathai建議在布朗大學的實驗室研究因疫情暫停時進行計算機模擬。
Bailey說，“這真地是一個很好的例子，說明不同的學科如何快速地聚集在一起，并產生有價值的發現。我和Kenny簡短地談了一下這個想法，在三四天內，他的團隊已經在做一些初步的測試。這就是在布朗大學這樣的地方的偉大之處，人們渴望跨學科合作和工作。”
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