ОРВИ в Архангельске

Введение

Наблюдения и эксперименты указывают на существенную роль абсолютной влажности воздуха в распространении острых респираторных вирусных инфекций, в том числе гриппа и КОВИД-19. Сезонные инфекционные вирусные респираторные заболевания, которые каждый год поражают средние широты, переходят от умеренно заразных к очень заразным просто благодаря биофизическому способу передачи, определяемому атмосферной влажностью, независимо от каких-либо других соображений.

Абсолютная влажность характеризуется плотностью паров воды, которая зависит от температуры и относительной влажности. Для вычисления абсолютной влажности необходимо также знать давление \(P_s\) насыщенного водяного пара. Одна из формул для вычисления давления (в Паскалях) насыщенного водяного пара при заданной температуре \(t\) (−30 °C \(\leqslant t \leqslant\) 35 °C) приведена в работе Bolton D. “The Computation of Equivalent Potential Temperature” («Вычисление эквивалентно-потенциальной температуры»), Monthly Weather Review, 1980, 108(7):1046–1053, формула 10: \[P_s = 100\cdot6{,}112\cdot\exp\left(\frac{17{,}67\cdot{}t}{t+243{,}5}\right).\]

Согласно уравнению состояния идеального газа, плотность \(\rho\) водяного пара, выраженная в \(\text{г/м}^3\), будет равна \[\rho = \frac{\mu P}{RT} = \frac{\mu h_{r}P_{s}}{RT} = \frac{13{,}25\cdot{}h}{t+273{,}15}\exp\left(\frac{17{,}67\cdot{}t}{t+243{,}5}\right),\] где \(R\approx 8{,}314\ \frac{\text{Дж}}{\text{моль}\cdot\text{К}}\) — универсальная газовая постоянная, \(\mu\approx 18{,}02\ \text{г/моль}\) — молярная масса воды, \(T= t + 273{,}15\) — абсолютная температура в Кельвинах, \(0\leqslant h_r \leqslant 1\) — относительная влажность, \(h\) — она же в процентах. В таблице примеры расчёта:

Исходные данные, сводные таблицы и графики построены с помощью табличного процессора LibreOffice. Файл доступен. Погодные условия — OpenWeatherMap. Для параметров погоды берутся медианные значения. На графиках указано начало недели.

ОРВИ с 2009 года

Данные по заболеваемости ОРВИ (в том числе гриппа) приводятся на сайте регионального отделения Роспотребнадзора. Качество этих данных отвратительное, имеются большие пропуски (в том числе в «сезон»). Летом ОРВИ исчезают из статистики, но не из жизни. На графиках изображено общее число случаев ОРВИ (в том числе гриппа) среди детей и взрослых за неделю. В целом можно заметить начало «сезона», когда абсолютная влажность воздуха проходит уровень 8–10 \(\text{г/м}^3\), а более низкая абсолютная влажность сопутствует более высокому уровню заболеваемости.

КОВИД-19

Данные по КОВИД-19 берутся с сайта Коронавирус-монитор, где утверждается, что они предоставляются Роспотребнадзором. Выборочная проверка подтверждает это. Сведения имеются только по области в целом, однако лишь около трети населения Архангельской области живёт в самом Архангельске, а вместе с соседними городами (Северодвинском и Новодвинском) — половина.

Так же видно, что летом 2020 года «перелом» наступил, когда абсолютная влажность воздуха превысила 8–10 \(\text{г/м}^3\), а рост начался снова при проходе этого рубежа в обратном направлении. Похожая ситуация наблюдалась летом 2021 года.