西安氣象因素和舒適度對呼吸系統疾病死亡的影響分析

張楠　劉繼鋒　徐軍昶　侯斌

摘要：收集西安地區2014年呼吸系統疾病日死亡人數及同期氣象數據，計算分析西安地區每日舒適度指數;應用SPSS17.0對逐日氣象要素及舒適度指數與呼吸系統疾病日死亡人數進行單因素相關分析，分析氣象要素對呼吸系統疾病日死亡的累積和滯后效應，及不舒適日對呼吸系統疾病死亡的影響，研究西安地區氣象因素和舒適度對呼吸系統疾病死亡的影響。結果表明，氣溫、氣壓、風速、濕度與呼吸系統日死亡的相關性較顯著，且隨著累積和滯后時間增加，與呼吸系統日死亡的相關性有逐漸增強的趨勢;西安地區日舒適度指數與呼吸系統日死亡人數有顯著的負相關關系（r=- 0.525，P

關鍵詞：呼吸系統;疾病死亡;氣象因素;舒適度指數

中圖分類號：R122.26

文獻標識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.10.004

呼吸系統疾病是一種常見病、多發病，世界衛生組織（ WHO）發布的2017世界衛生統計報告指出，2015年，死于慢性呼吸系統疾病（ CRD）的人數為390萬，占所有死于非傳染性疾病（ NCD）的lO%。人們所處的自然環境主要指氣候環境，近年來研究發現氣候環境對疾病有著重要的影響作用。呼吸系統是執行機體和外界進行氣體交換的器官的總稱，是人體中一個相對開放的系統，呼吸系統疾病隸屬于中國傳統醫學中的肺系疾病。

中國傳統醫學認為“肺，開竅于鼻，外合皮毛，外感六淫之邪自口鼻皮毛而人;肺為嬌臟，不耐寒熱，性喜清肅，其氣以下降為順，故外邪襲人常先犯肺。”氣候環境對人體呼吸系統有著重要和直接的影響。

研究氣候環境因素對呼吸系統疾病的影響，以期對預防呼吸系統疾病發生和給人們生活方式提出合理的指導建議，達到“防治于有疾之先”的目的。

1 資料與方法

本研究所用呼吸系統死亡資料來自于西安疾病預防控制中心2010-2014年西安地區死亡人數中的呼吸系統部分，ICD分類為JOO-J99。呼吸系統日死亡人數與氣象因素的相關性分析用2014年全年資料，統計分析用SPSS17.0完成。同期氣象資料來源于西安市氣象局，包括逐日平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、相對濕度、平均風速、平均氣壓、日照時數、降水量，并在此基礎上計算出氣溫日較差;由于氣象因素對人群的死亡存在明顯的滯后和累積效應[1-2]，選取各氣象要素的當天、前l-7d，及2-7d等加權移動平均值與呼吸系統日死亡人數進行相關分析及討論。

2 西安呼吸系統疾病死亡人數分布特征

西安地區2010-2014年呼吸系統死亡人數逐年遞增，2014年呼吸系統死亡人數比2010年增長I.I倍。2010-2014年呼吸系統死亡人數1- 12月的各月平均值：1月死亡人數最多，其次是2月、12月;10月死亡人數最少、其次是7月、5月、9月。西安地區呼吸系統死亡存在明顯的季節差異，夏季最少，秋季、春季次之，冬季最多，冬季呼吸系統疾病死亡人數占呼吸系統總死亡人數的33%。根據西安1981-2010年30年氣候資料統計分析，西安全年1月份最冷，平均氣溫- 1.2 - 0.5℃。

西安地區冬季寒冷，雨雪較少，霧霾、寒潮等天氣頻發，寒冷降低了呼吸道疾病的抵抗力，而寒冷干燥的環境，使病毒容易入侵和繁殖，寒冷的氣候環境，會使人體支氣管收縮痙攣，分泌物增多，出現咳嗽、咯痰、氣喘等呼吸系統疾病的常見癥狀，誘發呼吸系統疾病，可能是導致冬季呼吸系統疾病死亡率高的原因[3]。2010- 2014年西安地區呼吸系統疾病月平均死亡人數如圖1所示。

3 呼吸系統疾病與氣象因素的關系

將2014年呼吸系統日死亡人數依次與當日、前l-7d及2-7d移動平均的氣象數據，共126組數據分別進行spearman相關分析（樣本數N365）。氣象要素包括：日最高氣溫TG，℃;日最低氣溫TD，℃;日平均氣溫TT，℃;氣溫日較差TX，℃;日平均相對濕度H，%;日平均風速W，m/s;日平均氣壓P，hPa;日照時數Sun，h;日降水量R，mm。Xl - X7為前l-7d的各氣象要素，X2 - X7為各氣象要素2-7d的等加權移動平均。

3.1 相關分析結果

當日的相對濕度、日照時數、氣溫日較差等27個氣象要素與呼吸系統日死亡人數無相關性，前ld的風速、前6d的日照時數等8個氣象要素與呼吸系統日死亡人數有弱相關性（P<0.05），其余99個氣象要素均與呼吸系統日死亡人數有顯著相關性（P<0.01）。

各氣象要素中，除了氣壓與呼吸系統疾病日死亡人數之間呈正相關關系，其他氣象要素都與之呈負相關關系;氣溫（日最高氣溫、日最低氣溫、日平均氣溫）、氣壓、風速、濕度與呼吸系統疾病日死亡的相關性較強，日照、氣溫日較差、日降水量與之的相關性較弱。

呼吸系統日死亡人數與99個顯著相關氣象要素的相關系數如表1所示。

3.2 氣象要素對呼吸系統疾病的滯后和累積影響

氣象要素對呼吸系統疾病日死亡有明顯的滯后效應，氣溫（日最高氣溫、日最低氣溫、日平均氣溫）、氣壓、風速隨著滯后時間增加與之相關性有逐漸增強的趨勢，降水、相對濕度、日照時數、氣溫日較差相關性隨著滯后時間波動性起伏，在提前3-6d時，相關性較顯著。各氣象要素中提前4d的最高氣溫和氣溫日較差、提前7d的最低氣溫和日平均氣溫、提前5d的氣壓和降水、提前6d的風速和日照時數、提前3d的相對濕度較其他滯后時長相關性最顯著。具體如圖2所示。氣象要素對呼吸系統疾病日死亡有明顯的累積效應，隨著累積時間增加與呼吸系統日死亡的相關性有逐漸增強的趨勢。其中5d移動平均的最高氣溫、平均氣溫、日照時數和氣溫日較差，7d移動平均的最低氣溫、日降水量、氣壓和風速，4d移動平均的相對濕度與呼吸系統日死亡的相關性較其他累積時間最顯著，具體如圖3所示。

4 西安地區舒適度及與呼吸系統疾病的關系

4.1 西安地區舒適度指數

人們通常以冷熱來直接反映外界環境的舒適感，但這種冷熱的感覺不僅僅是以氣溫一種氣象要素來評價的，大氣環境是由氣象要素綜合作用的，影響人體對外界環境的冷熱舒適感覺往往也是由風、溫度、濕度、壓強等氣象要素綜合作用產生的。舒適度指數是度量溫度、濕度、風等氣象要素對人體的綜合作用，表征人體在大氣環境中舒適與否，提示人們根據氣象環境來調節生理、適應環境以及防范冷熱突變的指數。

舒適度指數[4]為：

根據式（l）計算得出，西安地區2014年每日舒適度指數在22 - 78之間，其中全年達到舒適，最可接受（3級）的有98 d，主要集中在4-6月和9- 10月;很不舒適（5級）的有132 d，其中，冬季（12月、1月、2月）有90d;達到很熱，很不舒適（1級）的有lOd，出現在7月和8月;2級和4級分別為38d和87d。具體如表2、圖3所示。

4.2 西安地區舒適度與呼吸系統疾病死亡的關系

對氣象因素與呼吸系統日死亡進行相關分析發現，氣溫（日最高、日最低、日平均氣溫）、氣壓、濕度及風速與呼吸系統死亡的相關性最顯著。西安地區日均氣壓離散系數[6]較小（0.9%），說明全年氣壓的平均值代表性或穩定性好，西安地區全年日均氣壓基本可作為常數，因此以氣溫、風速、濕度為計算指標的舒適度指數也與呼吸系統日死亡有著密切的關系，相關分析顯示，西安地區舒適度指數與呼吸系統日死亡人數有顯著的負相關關系，相關系數，r= - 0.525，（P<0.01）。2014年西安地區呼吸系統疾病日死亡人數及日人體舒適度指數如圖4所示。

根據舒適度指數等級將西安地區舒適度指數5到1級依次分為5組，統計每組舒適度指數內呼吸系統日平均死亡率，根據該序列采用滑動t檢驗判斷突變點（即呼吸系統日平均死亡率突然增加的拐點），突變點即為不舒適致超額死亡的閾值。根據不舒適超額死亡閾值將2014年的每一日分為“不舒適日”（≥閾值）和“舒適日”（<閾值），不舒適超額死亡人數按下式定義：

Sc-Sr - Sf

（2）式（2）中，Sc為超額死亡數;Sr為“不舒適日”實際死亡數;Sf為“舒適日”平均死亡數。

不舒適超額死亡數的含義是舒適度指數等級為不舒適的情況下比舒適情況下多出的死亡數。超額死亡率為超額死亡數與人口數的比率[7]。

采用滑動f檢驗判斷該序列的突變點有1個，即K為5級（t=- 10.20，通過0.001的顯著性檢驗），因此，確定舒適度指數5級為西安地區氣象環境不舒適致超額死亡的閾值。統計結果表明，舒適度等級為5級時的日平均死亡率為1.42人/100萬，舒適度指數等級小于5級時的日平均死亡率為0.83人/100萬，“不舒適日”與“舒適日”呼吸系統日平均死亡率之比高達1.71，即“不舒適日”比‘舒適日”日平均死亡率多71%，表明因氣候寒冷導致的人體不適對呼吸系統超額死亡有很大影響。西安地區冬季舒適度等級以5級為主，舒適度等級為5級時，人體感覺很冷、很不舒適，直接影響人體呼吸系統，導致了呼吸系統疾病超額死亡率高[8]。

5 結論與討論

西安地區呼吸系統死亡人數夏季最少，冬季最多。氣象要素中氣壓與呼吸系統日死亡人數呈正相關關系，其余都與之呈負相關關系;其中氣溫、氣壓、風速、濕度與呼吸系統疾病日死亡的相關性較強，日照、氣溫日較差、日降水量與之的相關性較弱。氣象要素對呼吸系統日死亡的影響有明顯的滯后和累積效應，氣溫、氣壓、風速隨著滯后和累積時間增加與之相關性逐漸增強。呼吸系統疾病從發病到死亡是一個復雜、漫長的生理、病理過程，動物實驗發現，在一定時期的寒冷環境中，實驗動物的氣管會發生白細胞浸潤、上皮增生等病理改變。而真正對呼吸道外感病發生作用的，是伴隨著冬季冷高壓天氣出現的低溫、多風等因素[9]。這與本研究的結論基本一致，氣候環境對呼吸系統的影響正是一個綜合并具有滯后累積效應的過程。

人體對外界氣象環境的感受是一種綜合感受，而以往氣象因素與疾病的關系研究中多以分析各單一氣象要素與之的關系為主。氣象要素分類眾多，氣象要素的選取人為性較大，研究難免存在一定偏頗，而且分析過程比較復雜。本研究發現西安地區舒適度指數代表性較好，與呼吸系統日死亡有顯著的相關關系，是能夠直接反映人群對天氣氣候體感的一種指標。當舒適度指數等級為5級時，人體感覺寒冷，很不舒適。而寒冷可使呼吸道的纖毛活動降低，使肺泡巨噬細胞的吞噬功能降低，清除細菌的能力也隨之減弱[9]，這些改變容易誘發和加重呼吸系統疾病，影響了呼吸系統疾病的超額死亡率，可能導致呼吸系統疾病死亡率增加。舒適度指數可以作為一種反映氣象因素即天氣氣候的體感指標來提醒公眾預防呼吸系統疾病發生，為呼吸系統疾病患者生活方式提出合理指導建議的依據，達到“未肺病先治、已肺病防變”的目的。

氣象因素與呼吸系統疾病死亡的相關性已經得到證實，但是由于資料來源限制，研究時間序列較短，還不能完全反映氣象因素對呼吸系統疾病的影響關系。對于呼吸系統疾病與氣象因素的關系研究，除了探討死亡人數與之的關系外，還應就門急診和住院診療情況，及疾病預后轉歸綜合來研究才能全面了解外界氣象環境變化對疾病的影響。然而醫療就診資料收集困難重重，涉及領域面較廣，使得目前研究相對片面，結論也較零散，全面、系統、更具實用價值的成果，需要社會各界在今后的研究中共同努力才能逐步完善，以期對改善人民生活提供更多的幫助。

參考文獻：

[1]尚可政，孫宏，張瑩，等.南京市呼吸系統和循環系統疾病死亡人數與氣象因子的關系[J].蘭州大學學報（自然科學版），2014，50（1）：59-65.

[2]李娟，張志薇，于庚康，等.氣象要素對南京市呼吸系統疾病的影響研究[J].氣象科學，2017，37（3）：409-415.

[3]盧志剛.季節變化對呼吸系統免疫調節機制影響的研究[D].石家莊：河北醫科大學，2010.

[4]張書余.城市環境氣象預報技術[M].北京：氣象出版社.2002.

[5]王雯燕，寧海文，曲靜，等.西安市旅游氣象舒適度分析與應用[J].陜西氣象，2016（ 1）： 36-39.

[6]張萌物.對離散系數定義及公式的完善與改進[J].西安石油學院學報（社會科學版），1999 （2）： 55-56.

[7]楊宏青，陳正洪，謝森，等.夏季極端高溫對武漢市人口超額死亡率的定量評估[J].氣象與環境學報，2013，29（ 5）： 140-143.

[8]王琪，李艷，路瑤，等.南京地區風寒指數對呼吸系統疾病的影響[J].蘭州大學學報（自然科學版），2017，53（ 3）： 407-414.

[9]黃廣平.呼吸系統疾病的發病機理及生存質量研究[D].廣州：廣州中醫藥大學，2000.