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科技專欄

創科時代(十二):如何減低病毒在東奧期間傳播

今屆東京奧運在新冠肺炎的陰霾下舉行,除要讓賽事順利完成,減低病毒在賽事期間傳播至為關鍵。

日本九州大學應用力學研究所就以計算流體動力學(CFD)結合 GIS,為今屆東京奧運主場館評估通風狀況,以防止病毒的傳播。位於東京明治神宮外苑的國立競技場,是奧運的主場館。研究員使用氣流分析器(Airflow Analyst),以了解場館從自然風中獲得多少鮮風。他們首先利用 GIS 軟件複製了整個東京的建築物、樹木、地形;繼而以國立競技場為中心,設定了周遭約 1.3 平方公里的計算面積,再把體育館周圍的空間網格點設定在 1 米以內,網格點總數約 1,110 萬個,仔細地重現場館實況。

由於新冠病毒可透過飛沫傳染,所以研究員在體育場模型內放置了一個虛擬的顯示式追蹤氣體,並觀察人們在說話、打噴嚏和咳嗽過程中,所產生的飛沫在場館內的走向,以及其濃度隨着時間的推移變化。

結果發現,當平均風速為每秒 3 米的偏北風由體育場外吹進時,體育場內的空氣大約 13 分鐘內便會被完全替換,意味體育場每小時獲得大約 4.6 次新鮮空氣。然而,這次研究基於偏北風,若要更全面了解場館通風能力,便須把 16 個風向的模擬結果與實時氣流觀測、天氣預報數據相結合,並加入體育場內當天的人數和活動類型,才可精準地評估病毒傳播的風險。

這個結合城市地理資訊數據的氣流模擬技術可令原本要耗費數以百萬計的工作變得便宜,而且還能把氣流分析的結果顯示在地圖上,效果一目了然。因此,當局可多加應用,以強化本港預視和偵測病毒傳播的能力。

撰文:香港大學工程學院計算機科學系、社會科學學院地理系及建築學院客席教授鄧淑明博士

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