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扩展参数空间中的疫情传播:超临界标度律与亚临界亚稳态相

种群与进化 2021-06-25 v1 物理与社会

摘要

迄今为止,大多数 2020 年冠状病毒疫情数据分析都聚焦于短时间窗口,因此目前缺乏对有防控措施冠状病毒疫情 (CEwCM) 统计物理定律的定量检验。本文报道对 CEwCM 超过 230 天的定量分析,覆盖第一波疫情的全部时间跨度。我们使用三维相图追踪倍增时间 Td(t) 与再生数 Rt(t) 的同步演化,表明该扩展参数空间对于 CEwCP 的生物物理是必要的。我们验证了在超临界 [Rt(t)>1, Td(t)<40 天] 区间内:i) 总感染病例曲线 Z(t) 遵循称为 Ostwald 定律的增长率;ii) 倍增时间遵循指数律 Td(t)=A exp((t-t0)/s);iii) 幂律 Td(t)=C(Rt(t)-1)^-n 得到验证,其中指数 n 依赖于 Rt(t) 的定义。第二波 2020 疫情中 Td(t) 对 (Rt-1) 的 log-log 图揭示了在亚临界区间 [Td(t)>100 天] 存在 Rt>1 的停滞亚稳态相,其中 Td(t) 保持恒定,随后其爆发及其防控遵循与第一波相同的幂律。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.10230,
  title  = {Epidemic spreading in an expanded parameter space: the supercritical scaling laws and subcritical metastable phases},
  author = {Gaetano Campi and Antonio Valletta and Andrea Perali and Augusto Marcelli and Antonio Bianconi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.10230},
  year   = {2021}
}

备注

15 pages, 4 figures