来自截然不同形式季节性强迫的流行病模式不变性预测

环境变量以及个体间接触率的季节性变化，是传染病动力学的基本驱动因素。与大多数周期性强迫的物理系统（其强迫的精确模式通常已知）不同，传播率中季节性变化的基本模式至多只能近似估计，且仅有强迫周期可被准确获知。然而，流行病模型的解强烈依赖于强迫函数，因此动力学预测——例如由人口转变或大规模疫苗接种可引发的流行病模式改变——始终面临季节性基本模式界定不清的质疑。在此，我们证明若适当调节强迫幅度，标准流行病模型的关键分岔对季节性强迫的形状具有不变性。因而，适用于真实疾病动力学的分析可用平滑、理想化的正弦强迫函数进行，且流行病模式的定性改变可在不精确知晓底层强迫模式的情况下被预测。我们在季节性强迫的捕食者-猎物模型中发现类似的不变性，并推测此现象——及相关的预测稳健性——或许是许多其他周期性强迫动力系统的特征。