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噴嚏和咳嗽到底能飛多遠(yuǎn)？

高速視頻捕捉到的噴嚏。打噴嚏后，較大的液滴(綠色)從口中噴出，下落速度相對較快。霧狀的液滴“云”(紅色)，它們傳播距離多達8米（圖片來源：文獻1）

通過慢動作視頻，我們可以看到噴嚏、咳嗽產(chǎn)生的過程。

在咳嗽、噴嚏的過程中，我們可以看到液滴組成的高密度噴射物，科學(xué)家將之稱之為“云”。

較大的液滴不受氣相流動的影響，下墜速度較快，距離比較近，在1米范圍內(nèi)；而較小的液滴以不同程度的湍流氣云懸浮，射程較遠(yuǎn)。

大液滴下降的軌跡（圖片來源：文獻1）

這團“云”在噴射過程中，會將周圍的空氣卷入，“云”的體積會不斷增大，但速度也會逐漸減慢。

咳嗽中云的產(chǎn)生（圖片來源：文獻1）

通過大量測量，然后將數(shù)據(jù)輸入數(shù)學(xué)模型后，科學(xué)家得出結(jié)論：打噴嚏產(chǎn)生的較大液滴可以最遠(yuǎn)到達8米遠(yuǎn)的地方，而咳嗽則達到6米遠(yuǎn)。并且根據(jù)不同的環(huán)境條件，噴嚏和咳嗽最多可以在空中停留長達10分鐘。

由此可見，咳嗽和噴嚏不管在傳播距離還是停留空中的時間方面，都足夠長，如果是在室內(nèi)打噴嚏或咳嗽的話，“云”肯定可以從房間一端飄到另一端，這是完全沒問題的。

所以是不是人站在患者10米開外就沒問題了呢？并不是。

前面說了，實驗的計算結(jié)果的是均值，并不是所有的數(shù)據(jù)，一些顆粒較小（5微米以下）的液滴會飛得很遠(yuǎn)，甚至有可能會在空中一直漂浮，而這些飄在空中的到底能飄多久這就很難說了，所以室內(nèi)通風(fēng)很重要。

另外，有的人肺活量大，傳播距離會更遠(yuǎn)，人與人之間能呼出的距離是有一定差異的。

最終小液滴落了下來，有的落在了桌子上，有的落在了手機上，有的落在了你的鍵盤上，有的落在了把柄上，有的落在了你的手上……而你無意中觸摸了這些液滴，最后又不洗手，就在不知不覺中染上了病毒，所以勤洗手也很重要。

戴口罩到底有什么用？

既然咳嗽和噴嚏傳播病毒、細(xì)菌的能力那么強，那我們就得戴口罩了。不過問題又來了，口罩到底能阻擋多少病毒、細(xì)菌的傳播。

有個新加坡的科學(xué)家就做了這么一個實驗，用彩色紋影法成像，觀察戴不同類型口罩，會對病毒的傳播有什么影響。（作者注：紋影法是力學(xué)實驗中一種常用的光學(xué)觀測方法。利用光在被測流場中的折射率梯度正比于流場的氣流密度的原理，將流場中密度梯度的變化轉(zhuǎn)變?yōu)橛涗浧矫嫔舷鄬鈴姷淖兓箍蓧嚎s流場中的激波、壓縮波等密度變化劇烈的區(qū)域成為可觀察、可分辨的圖像，從而記錄下來。）

科學(xué)家選擇了標(biāo)準(zhǔn)外科口罩、N95口罩作為實驗材料，在規(guī)范戴口罩的前提下，看看不同口罩對呼出物有怎樣的阻止效果。

在不戴口罩的情況下，人咳嗽從嘴中呼出的氣溶膠自然地涌入周圍的空氣中。

正常呼吸下的空氣流動（圖片來源：文獻2）

而戴上普通外科口罩之后，雖然咳嗽產(chǎn)生絕大多數(shù)氣溶膠已從口罩過濾出來，但仍會有少量從口罩上方邊緣滲透出來。

普通外科口罩咳嗽的氣體流動（圖片來源：文獻2）

而N95口罩邊緣則不會側(cè)漏，都會從正前方透出口罩，也就是說都被過濾了。

N95口罩下咳嗽的氣體流動（圖片來源：文獻2）

由此可見，口罩能降低咳嗽產(chǎn)生的氣溶膠的傳播效率，標(biāo)準(zhǔn)外科口罩和N95口罩都有很好的保護效果，N95口罩的保護效率更高一些。但不管怎么樣，不戴口罩肯定是最糟糕的，尤其是當(dāng)你已經(jīng)出現(xiàn)咳嗽等癥狀時，更加需要戴上口罩阻斷傳播。

在這特殊的時期，大家出門都趕緊戴上口罩吧。

參考文獻:

Bourouiba L, Dehandschoewercker E, Bush J W M. Violent expiratory events: on coughing and sneezing[J]. Journal of Fluid Mechanics, 2014, 745: 537-563.

Tang J W, Liebner T J, Craven B A, et al. A schlieren optical study of the human cough with and without wearing masks for aerosol infection control[J]. Journal of the Royal Society Interface, 2009, 6(suppl_6): S727-S736.