為什麼冬天呼吸道疾病容易傳染？（一方面是）因為飛沫飛得更遠。麻省理工物理教授呂迪亞．波茹以芭（Lydia Bourouiba）2014 年的研究。
我在某新浪網新聞看到這個。原始論文可以從 Google 學術搜尋取得全文，或者某個你或許知道的地方，詳見文末 Ref。
論文很長，因為學術要求不忘本，所以花費很多篇幅 include 先前該領域的文獻（流體物理——液滴、氣溶膠的方面以及流行病學的方面），還得一五一十說清楚她的實驗配置與資訊分析方法（以利他人複製檢查結論）。
但總之就是，教授她用高速攝影機的影像，透過電腦分析影像資料，研究了人打噴嚏之後，口沫會怎麼橫飛。
我直接殺到讓我自己恍然大悟的亮點：
為什麼冬天容易傳染各種飛沫傳染的疾病呢？說來簡單，因為冬天飛沫飛更遠。
去年我在 每日一冷〈為什麼雲不會掉下來〉那篇寫得不算精緻的文章裡，就涵蓋到解謎的所有關鍵而不自知。要多虧波茹以芭教授實際的觀測與分析，讓其中的物理更加一清二楚。
冬天環境空氣冷又乾，密度大。但從人肉色的肺裡出來的氣體，又溫又潮濕。我們都知道熱空氣的密度小，但其實濕度高的空氣密度也小——詳細理由是「道爾吞氣體分壓定率」：水的分子量 18 比空氣的 28.8 小。又溫又潮濕的噴嚏就輕上加輕，在相對重的冬天冷空氣中會上浮。
一口噴嚏中含有各種半徑的口沫液滴，大的液滴在高速運動中破裂為小液滴。因為空氣阻力與重力，液滴越大降落越快，液滴越小降落越慢。
物體的 #終端速度 估算公式為 v = √( 2W / (C.ρ.A) )，W 為重量，A為截面積，ρ為密度，C為與形狀有關的常數。若液滴半徑為 r，因為 W ∝ r³、A ∝ r²，因此 v ∝ √ r 。白話文，終端速度和半徑的平方根成正比。
於是極小的液滴在上升氣流中就不只不太會掉落，甚至會跟著氣流被往上帶。
於是，溫熱潮濕的噴嚏就形成了一朵雲。論文中稱為 cough cloud（但她實驗的對象確實是搔搔鼻子打噴嚏，並不是咳嗽）。冬天的室內便成為傳染病的溫床。
波茹以芭教授在 Science Friday 這個節目（→ youtu.be/-pGudblk8Ok?t=171，內含實驗影片）的採訪中提到，目前大部分室內空調是從天花板排氣，就能順勢將這團有部分浮力的噴嚏雲，吸到天花板排放走。
我們怎麼運用這個研究結果？當然防止沒戴口罩的人沒用手臂把整張臉摀住就打噴嚏（←根本欠打）是最根本的第零步。 <此段有誤故刪除> 然後假設室內能以暖氣維持在夏天的溫濕度，人吐出的氣團就沒有那麼大的浮力上升，因而能讓噴嚏雲飛不遠了......新的問題是人們能忍耐四季皆夏的溫溼度嗎 囧rz。
因為科學是無敵的。←信心喊話一下
*有點冗長的改正 edit note: 經網友指正，我嚴重誤會了一點，訪談中 Bourouiba 教授言下之意是排氣口在高處是明智之舉。我對空調設計的認識不夠就亂講真是......重要！不要完全相信網路上的人，他們有可能亂下結論，包括我。
Displacement ventilation 是指在室內低處引入戶外空氣，利用熱空氣會上升的自然傾向，由天花板把空氣吸走，使室內空氣呈上升的單向流動。至於這樣對防治傳染病有無助益，結論並不篤定。反倒有可能因為上升氣流的存在，讓汙染性微粒懸浮在人類身高的高度，稱為 lockup phenomenon ←新增這段有參考資料，是 doi.org/10.1371/journal.pone.0211390。
有沒有可能整個逆轉，做到室內都是下沉氣流，不讓噴嚏雲上升呢，但想得容易，實際得克服的天然難題是只要存在溫差空氣就自然會對流。這真的是商機，待你研究發明，就從研讀流體力學先。
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Ref:
Bourouiba, L., Dehandschoewercker, E., & Bush, J. W. (2014). Violent expiratory events: on coughing and sneezing. Journal of Fluid Mechanics, 745, 537-563.
DOI: 10.1017/jfm.2014.88
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▅小澄清：
武漢肺炎冠狀病毒的傳染途徑仍未完全釐清，並不知道到底是接觸、飛沫（大滴的）、空氣（所謂空氣就是極小飛沫、極少量病毒即可有效傳染）之中的哪一些途徑。十七年前的SARS，雖然曾經因為淘大花園的社區群聚而一直傳出不排除空氣傳染，但最終各方分析的定調是由水汙染而接觸傳染（淘大花園的傳染者該名病患，症狀以腹瀉表現且排泄物中病毒量高——也就是糞口傳染），所以就和這篇提到室內乾濕度、飛沫飛得遠沒有直接關聯了。接觸傳染的防止是在盡可能不要接觸染污表面，常洗手、不觸碰眼口鼻黏膜。
這篇文章不意在提供特定的防疫建議，是為一般的生活科學。畢竟，就算冠狀病毒不會空氣傳播，我們很確定流感會、水痘會、麻疹更是會（←麻疹超霸道），還有肺結核和天花（←所幸後者滅絕了，大概吧）。
因此這小知識還是很實用的，讓你以後在公共場合聽到有人咳嗽就會像知道得太多的 Bourouiba 教授本人一樣，疑神疑鬼。 #NightmareFuel
沉體浮力公式 在 Re: [解題] 國二理化浮力－內含果汁的浮冰- 看板tutor 的推薦與評價
※ 引述《waterworld0 (減肥)》之銘言：
: ※ 引述《bowlflower (花)》之銘言：
: : 1.年級：國二
: : 2.科目：理化
: : 3.章節：浮力
: : 4.題目：
: : 內含果汁的冰塊，融化後水面上升還是下降
: : 果汁密度1.2
: : 5.想法：
: : 我覺得冰塊融化後果汁從浮體變沉體
: : 所以浮力變小
: : 排開體積變小
: : 所以液面應該下降
: : 但是答案卻是上升
浮力 = 排開水重 = 物重 <<<< 浮體的浮力公式
第一步：
現在假設冰塊密度0.9，體積V，
如此一來，
冰塊的重量 W=M = 0.9 V = B <<<< 在地球上假定W=M，加浮力=物重
第二步：
此時總共排開 0.9 V = 1.2 「V排」的果汁，<<<<<浮力 = 排開水重
解得 「V排」=0.75V,
也就是說，
當冰塊在果汁內排開0.75V的果汁。
第三步：
冰塊溶成水後，重量不變 = 0.9 V，密度變 1，<<<<質量守衡
此時冰塊溶成水的體積是 0.9V 除 1 = 0.9V <<<<<< 此用密度的公式
總結：
冰塊排開的果汁是 0.75V，
變成水溶入果汁增加 0.9 V的體積，
所以冰溶化成水時，果汁水位會上升。
值得一提：
當冰塊浮在密度大於1的溶液，溶化後，水位會上升，
當冰塊浮在密度等於1的溶液，溶化後，水位不變，
當冰塊浮在密度小於1的溶液，溶化後，水位會下降。
補充(之前沒看好題目XD)：
當冰塊溶化水位不變(則值得一提)，
此時由於果汁跑出來，
現在果汁密度1.2，假設體積V，
如此一來，
果汁的重量 W=M = 1.2 V = B <<<< 在地球上假定W=M，加浮力=物重*[m
當果汁在冰塊使冰塊多排開 1x V排 = 1.2V 「V排」的水，<<<<<浮力 = 排開水重
解得 「V排」=1.2V,
也就是說，
當果汁在冰塊內使冰塊多排開1.2V的水。*[m
冰塊溶成水，果汁出來後體積是 V，
V < 1.2 V所以水位下降。
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※ 編輯: jwueng 來自: 114.41.239.97 (06/16 21:17)
※ 編輯: jwueng 來自: 114.41.239.97 (06/16 21:22)
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