武漢地區氣象數據與新型冠狀病毒肺炎(COVID-19)發病情況的相關性研究

孔令豪 陶國水 陸曙 孔令晶 彭健 陳冰俊

摘要? 目的：基于武漢市2020年1月20日至2020年2月11日氣象數據與COVID-19每日發病病例，探索氣象因子變化與COVID-19發病關系。方法：統計武漢市衛生健康委員會從2020年1月20日至2020年2月11日發布每日新增確診COVID-19病例人數。采用五日滑動平均法處理每日平均風速、平均氣溫、平均相對濕度、每日降水量。采用散點圖分析和關聯性分析計算COVID-19發病與氣象因素的關系。結論：武漢市2020年1月20日至2020年2月11日時段，每日平均氣溫與COVID-19發病呈正相關（r氣溫=0.540， P <0.01），當平均氣溫大于6.16 ℃時候，每日COVID-19發患者數較多。

關鍵詞??2019冠狀病毒病肺炎（COVID-19）;疫病;武漢市;氣象因子;傳染病發病規律

Correlation between Meteorological Data and Incidence of Coronavirus Disease 2019 in Wuhan

KONG Linghao1，2，TAO Guoshui1，2，LU Shu1，2，KONG Lingjing2，PENG Jian1，2，CHEN Bingjun1，2

（1 Nanjing Traditional Chinese Medicine University Wuxi Affiliated Hospital，Wuxi 214071，China;2 Wuxi Institute of Longsha Medical School，Wuxi 214071，China）

Abstract Objective： To explore the relationship between the changes of meteorological factors and the incidence of Coronavirus Disease 2019（COVID-19） based on weather data of Wuhan and the daily incidence of COVID-19 from January 20，2020 to February 11，2020. Methods： The number of newly confirmed COVID-19 cases daily released by Wuhan Municipal Health Committee from January 20，2020 to February 11，2020 were counted.The five-day slide average method was used to deal with the daily average wind speed，average temperature，average relative humidity，and daily precipitation.Scatter plot analysis and correlation analysis were used to calculate the relationship between the incidence of COVID-19 and meteorological factors. Conclusion： from January 20，2020 to February 11，2020 in Wuhan，the daily mean temperature was positively correlated with the incidence of COVID-19（r=0.540， P <0.01）.When the average temperature was higher than 6.16°c，the daily incidence of COVID-19 was higher.

Keywords? Coronavirus Disease 2019; Epidemic situation; Wuhan; Meteorological Factors; Regularity of infectious disease attack

中圖分類號：R226;R254.3;R256.19;R512.99 文獻標識碼：A? doi： 10.3969/j.issn.1673-7202.2020.04.009

2019年12月以來湖北省武漢市接連發現多例不明原因肺炎，世界衛生組織（WHO）確認并命名為新型冠狀病毒疾病（Coronavirus Disease 2019，COVID-19），國家疾病預防控制中心已宣布將該病納入國家“乙類”傳染病，采取“甲類”傳染病防控措施。2月11日，世界衛生組織宣布將新型冠狀病毒感染的肺炎命名為“COVID-19”[1]。截至2月11日24時，全國31個省（自治區、直轄市）和新疆生產建設兵團累計報告確診病例44 653例，累計死亡病例1 113例[2]。湖北省累計報告新冠肺炎病例33 366例，其中：武漢市19 558例。全省累計死亡1 068例，武漢市820例[3]。本病屬于中醫疫病范疇。作為一種新發疫病，中醫學術界對其中醫證候病機認識各異，有濕疫、寒疫、濕熱疫、寒濕疫等多種觀點[4-7]。既往研究提示氣象變化與傳染病的發生、流行有一定關系，與中醫學《黃帝內經》中的五運六氣學說相符[8-10]。五運六氣理論系統描述了自然氣象的變動規律以及這種變動對生命活動及疾病發生的影響，集中體現了中醫學“天人合一”的整體觀思想[11-12]，學者研究湖北地區氣象變化，認為部分傳染病的發病與運氣盛衰有關[13]。武漢市作為本次疫情發源地，其疫情發展態勢，關乎全國疫情防控策略的部署。本研究基于武漢市氣象數據與COVID-19發病情況，以探索氣象因子變化與COVID-19發病之間的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究選取2020年1月20日至2020年02月11日武漢市衛生健康委員會發布每日新增確診COVID-19病例作為研究對象。確診病例診斷標準符合《新型冠狀病毒感染的肺炎診療方案》（試行、試行第二版、試行第三版、試行第四版、試行第五版）中診斷標準。

1.2 氣象資料 湖北省氣象服務中心提供2020年1月20日至2020年2月11日的氣象因素資料，包括每日的平均風速、平均氣溫、平均相對濕度、降水量4項氣象指標。

1.3 研究方法 統計武漢市衛生健康委員會從2020年1月20日至2020年2月11日發布每日新增確診COVID-19病例人數。氣象數據處理方法采用五日滑動平均法[14]。

1.4 統計學方法 采用SPSS 21.0、MicroExcel 2010統計軟件對COVID-19病例資料和氣象資料進行統計分析。采用散點圖分析和關聯性分析計算COVID-19發病與氣象因素的關系[15]。

2 結果

2.1 COVID-19在2020年1月20日至2020年2月11日時間段分布特征 1月20日至1月26日期間武漢市COVID-19每日新增病例數較少，1月27日到2月11日每日新增COVID-19病例較多。見圖1。對2020年1月20日至2020年2月11日時間段氣象數據的平均值以及COVID-19病例數取標準化值，進行描述分析。按照公式z=（x-μ）/σ計算標準分數，其中z為標準分數;x為某一具體分數，μ為平均數，σ為標準差，結果見圖2。

2.2 COVID-19病例數與各氣象因素之間的散點圖分析

2.2.1 五日滑動平均氣溫氣溫與COVID-19發病的關系 對氣溫與COVID-19的關系進行分析，發現平均氣溫與COVID-19發病呈正相關（r氣溫=0.540， P <0.01）。見表2。隨著氣溫升高，COVID-19每日發患者數也隨之上升。見圖3。

2.2.2 五日滑動平均濕度、平均風速以及每日降水量與COVID-19發病的關系? 受五日滑動平均相對濕度和風速以及每日降水量影響的COVID-19每日發患者數分布過于散亂，COVID-19每日發患者數與五日滑動平均相對濕度和風速以及每日降水量之間無統計學意義（ P >0.05）。見表1。因此COVID-19發病與相對濕度及風速無明顯相關性。見圖4、5、6。

2.3 COVID-19病例數與氣象數據的關聯性分析?? 經過研究發現五日滑動平均氣溫與COVID-19發病密切相關，進一步進行灰色關聯性分析。分析步驟如下：1）對原始數據初值化：用每個數列的每一個數據除以數列的平均值。2）求差序列：對原始數據初始化后設置一個系統特征序列：yj=[yj（1），yj（2），…，yj（k）]，（j=1;k=1，2，…，23）;行為序列：xi=[xi（1），xi（2），…，xi（k）]，（i=1;k=1，2，…，23）;計算xi與yj的第k個指標的絕對差即差序列：△ji（k）=丨yj（k）-xi（k）丨。3）計算兩極差：第k個指標中△ji（k）的最大差和最小差即兩極差M=max△ji（k），m=min△ji（k），4）計算關聯系數和關聯度rji：關聯系數：rji（k）= m+ζM △ji（k）+ζM （ζ=0.5），關聯度：rji（k）= 1 n nk=1rji（k）。各數據處理結果見表3～6。從表5可以看出，兩極差為：M=max△ji（k）=1.418，m=min△ji（k）=0.088，顯示關聯度r11=0.644，從而可以看出COVID-19的發病與平均氣溫有較大的關聯性。

2.4 五日滑動平均氣溫對COVID-19發病的影響?? 從表3、圖7中可以看出當平均氣溫大于6.16 ℃時候，每日COVID-19發患者數較多。

3 討論

3.1 氣象因素與傳染病發病流行有相關性 傳染病的發生和流行是多種氣象因素共同作用的結果，各種氣象因素以及各因素之間的交集反映了季節的發病特征。傳染病的季節高發性反饋出其發病規律和流行特征。不同的氣象因子對傳染病流行的影響程度不同，傳染病的發病存在著周期變動規律，通過觀察氣象的變化情況可以預知傳染病的流行情況[16]。有研究表明日平均氣溫與甲型H1N1陽性率存在顯著的負相關關系，相關系數ρ=-0.945 8（ P <0.05）[17]。郭萃等[18]研究表明氣溫、日照時數化及降雨量對痢疾有滯后且非線性的影響;氣溫和相對濕度對手足口病有滯后且非線性的影響;氣溫、相對濕度以及風速都是影響肺結核發病率的重要因素。本研究根據2020年1月20日至2020年2月11日武漢地區氣象數據與COVID-19發病情況分析得出發現每日平均氣溫與COVID-19發病呈正相關（r氣溫=0.540， P <0.01）。雖然平均風速、平均濕度以及每日降水量與COVID-19發病在相關性上無統計學意義，但是由于傳染病的發生和流行是多種氣象因素共同作用的結果，需要進一步探討分析4種氣象因子相互作用下與COVID-19發病之間聯系。

3.2 COVID-19的證候特點與氣象因子關系 目前中醫學術界對COVID-19的病因病機認識側重于“寒濕疫”范疇，病位在肺、脾，可累及心、肝、腎。王永炎[19]等從武漢氣候條件可以分析本次疫病的主要病因是伏燥在先，寒或濕寒居后，而氣候失時，燥熱濕寒的時空環境產生的疫毒邪氣錯綜其中，與伏燥和寒邪或濕寒邪氣夾雜而居于首要地位。顧植山教授[20]認為COVID-19存在“伏燥”病因。有研究[21]表明北京地區COVID-19患者的中醫病性為“濕熱證”，舌質紅和苔黃說明熱象突出，“熱重于濕”更多見。本研究根據武漢地區氣象數據可知在2020年1月20日到2020年2月11日期間氣候的平均溫度為6.12 ℃，高于前2年同期平均氣溫1.50 ℃（2018年），4.52 ℃（2019年）。有研究表明2019年7月20日以來至11月底，以武漢為首的鄂東地區氣溫較常年同期偏高，造成該地區發生近40年來最為嚴重的伏秋連旱，1月平均氣溫偏高0.8 ℃，在2020年1月20日至2020年2月11日期間段內COVID-19發病與平均氣溫成正相關的原因可以考慮到COVID-19存在“伏燥”病因，且對于濕邪為患，氣溫升高，易加快入里郁而化熱進程。2020年1月湖北省出現3次較大范圍雨雪過程，相對濕度偏大8%，排歷史同期第一位，燥濕寒溫起伏，氣候變化較大[19]，在2020年1月20日到2020年2月11日期間氣候的平均濕度為83.95%，高于前2年同期平均濕度71.15%（2018年），82.86%（2019年），與COVID-19屬于中醫學“寒濕疫”證候相符合。

針對COVID-19發病與流行情況，不僅要考慮到氣象因素相關，還與國家采取的管控政策、以及醫療救治等因素密切聯系。本研究下一步可以擴大研究時間范圍、總樣本量，建立氣象數據與COVID-19發病預測模型，并深度結合《黃帝內經》五運六氣學說分析，以便更好為COVID-19防控提供決策參考。

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（2020-02-28收稿 責任編輯：王明）

基金項目：2019年無錫市“太湖人才計劃”國際國內頂尖醫學團隊項目（錫組通[2019]68號）;第六批全國老中醫藥專家學術經驗繼承工作項目（國中醫藥人教發[2017]29號）作者簡介：孔令豪（1993.03—），男，碩士研究生在讀，研究方向中西醫防治惡性腫瘤，E-mail：1530371289@qq.com通信作者：陸曙（1963.05—），男，博士后，主任中醫師，博士研究生導師，研究方向：心血管基礎與臨床、五運六氣研究，Tel：（0510）85106270，E-mail：lushu@medmail.com.cn;陶國水（1981.12—），男，碩士，副主任中醫師，研究方向：五運六氣研究，Tel：（0510）85106270，E-mail：taoguoshui@sina.com