翁源地區(qū)上呼吸道感染與氣象因子的關系分析

何龍敏，林青，黃愛民，何蕊

（翁源縣氣象局，廣東翁源 512600）

當天氣發(fā)生劇烈變化時，人體的免疫能力和身體機能很容易發(fā)生功能障礙，人就會生病。目前有學者開展了氣象要素對周圍性神經(jīng)麻痹、腦卒、其他感染性腹瀉等疾病發(fā)病的影響［1-4］。上呼吸道感染（簡稱“上感”）是人們日常生活中的常見病，是由各種病原引起的鼻、咽、喉部的炎癥，常稱感冒。天氣突變、晝夜變化、季節(jié)變化、氣溫、濕度、氣溫日較差、風速等氣象條件的變化和大氣中PM10、SO2等環(huán)境因子都是誘發(fā)上感和導致病情惡化的重要因素［5-6］。研究指出上感與濕度關系最密切，支氣管哮喘及自發(fā)性氣胸與濕度、溫度關系密切［7］。劉新超等［8］認為氣象要素對兒童呼吸系統(tǒng)疾病的影響有顯著的滯后性，冷空氣影響是誘發(fā)呼吸道疾病的主因之一；羅曉玲等［9］發(fā)現(xiàn)廣州夏季上感發(fā)病人數(shù)高于其他季節(jié)，與人們的感性認識并不一致；陳曉紅等［10］指出，安徽合肥2月前后上感發(fā)病人數(shù)相對較少，8—10月明顯增多；張鴻雁等［11］認為湖北武漢上感發(fā)病人數(shù)夏半年明顯多于冬半年，并且7月上旬最多。陳正洪等［12-13］認為，湖北武漢上感多集中在5—7月份。

鑒于氣象、環(huán)境條件均對呼吸道疾病發(fā)病影響顯著，本研究擬探討上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)變化特征及其與氣象因子的關系，并利用逐步回歸方法建立逐日發(fā)病人數(shù)的預報模式，以期減輕醫(yī)療部門就診壓力、為廣大民眾（尤其是易感人群）對于相關疾病的預防提供參考，拓寬氣象服務領域。

1 資料與方法

本研究選用翁源縣龍仙鎮(zhèn)、新江鎮(zhèn)人民醫(yī)院2017年3月1日—2019年12月31日的上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)資料和同期氣象資料。對上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)做標準化處理，即A′i＝（Ai-

2 結果與分析

2.1 上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)變化特征

1）月季變化。

統(tǒng)計可知，秋季感染上呼吸道疾病的人數(shù)最多，占全年的29.0%；其次是春季和冬季，分別占28.7%和25.2%；夏季最少，占全年的17.1%，這和劉新超等［8］的研究結果一致。這是因為經(jīng)過炎熱的夏天，進入初秋，氣溫驟降，易引起呼吸道疾?。欢咎鞖夂?，人們戶外活動減少，呼吸道黏膜抵抗力低，易感染呼吸道疾病；春季，氣候多變，空氣潮濕溫暖，有利于流感病毒等傳播。

從月份上來看，上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)1—2月呈下降趨勢，在3月達到一個峰值，占全年的10.4%，之后逐漸減少，在8月達到全年一個谷值，僅占全年的3.8%，之后又逐漸增多，在12月份達到全年的最高值，占全年的11.7%。這表明，1、3—5、10—12月是翁源上呼吸道感染的3個高發(fā)期。

圖1 上呼吸道感染逐月發(fā)病人數(shù)占全年發(fā)病人數(shù)的百分比

2）年齡分布和性別特征。

將年齡段分為嬰幼兒期（0～6歲）、少兒期（6～12歲）、青壯年期（12～45歲）、中老年期（45歲以上），統(tǒng)計4個年齡段上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)的逐月變化（表1）。

表1 各年齡段和不同性別的逐月上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)占全年發(fā)病人數(shù)的百分比 %

結果表明，各個月份都是0～6歲嬰幼兒期發(fā)病人數(shù)最多，累計占全年人數(shù)的51.5%；其次是6～12歲少兒期，累計占全年人數(shù)的18.3%，相比嬰幼兒下降顯著，下降了33.2%；12～45歲青壯年和45歲以上中老年的發(fā)病人數(shù)差不多，分別全年人數(shù)的14.8%和15.5%。上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)與年齡成反比關系，說明年齡越小，越容易患上上呼吸道感染疾病，這可能與兒童抵抗力差有關系。

在性別方面，各個月份中，男性的發(fā)病人數(shù)均高于女性，累計發(fā)病人數(shù)占全年的百分比分別為54.9%和45.1%，這表明男性比女性更容易患上呼吸道感染。

2.2 上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)與氣象條件的關系

通過以上分析可知上呼吸道感染存在季節(jié)變化特征，這表明氣象條件對呼吸系統(tǒng)有一定的影響。同時結合目前有關呼吸道疾病的氣象醫(yī)學研究表明呼吸道疾病發(fā)病與氣溫、日照時數(shù)、濕度、降水等氣象條件對呼吸道疾病的影響存在一定的滯后性［14-16］。為此，本研究在分析上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)與氣象因子的關系時計算了上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)與當天和前1～7 d的氣象因子的相關系數(shù)。

表2為上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)與氣象因子的相關系數(shù)。從表2中可以看出：（1）上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)與氣溫、日08：00雨量、相對濕度、日照時數(shù)呈負相關，與氣壓、最低能見度呈正相關；（2）除了前1～2 d的日照時數(shù)與上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)的相關系數(shù)沒有通過0.05的顯著性檢驗外，其余的氣象因子均通過了0.05的顯著性檢驗。其中上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)與氣溫、氣壓的相關關系最為顯著，氣溫與上呼吸感染發(fā)病人數(shù)的相關系數(shù)≤-0.39，氣壓與上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)的相關系數(shù)≥0.54；（3）日平均氣溫、日最高氣溫、日平均氣壓、日最高氣壓、日最低氣壓的最大相關系數(shù)均在前3 d，日最低氣溫、日08：00雨量、相對濕度、最低能見度的最大相關系數(shù)均在前2 d，而日照時數(shù)的最大相關系數(shù)出現(xiàn)在前7 d，這表明絕大多數(shù)氣象因子對上呼吸道感染具有明顯的滯后性，滯后性均為2～3 d，但日照時數(shù)對上呼吸道感染影響更加滯后，滯后7 d。

表2 上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)與氣象因子的相關系數(shù)1）

以上結果表明，氣象因子對上呼吸道感染具有顯著的影響，且影響具有2～3 d的滯后性。其中氣溫和氣壓對上呼吸道感染影響最為顯著，氣溫為顯著負相關，氣壓為顯著正相關。為進一步探討氣溫、氣壓與上呼吸道感染發(fā)病的關系，將發(fā)病人數(shù)做標準化處理后與氣溫、氣壓分別制作散點分布圖來判別（圖2）。

圖2 平均氣溫（a）和平均氣壓（b）與上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)的散點分布

從圖2a可以看出，上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)與平均氣溫有很好的相關性，隨著平均氣溫的升高，發(fā)病人數(shù)逐漸減少，當平均氣溫為6～20℃時，上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)明顯增多（通過0.01的顯著性檢驗），這也進一步表明了上呼吸道感染發(fā)病的季節(jié)性，當平均氣溫在6～20℃時，翁源處于秋至春季節(jié)，這與2.1節(jié)所分析的結論一致。對于上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)與平均氣壓的關系（圖2b），隨著氣壓的升高，發(fā)病人數(shù)呈顯著下降趨勢（通過0.01的顯著性檢驗），當平均氣壓在993～1 008 hPa時，上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)顯著增多。

綜合圖2來看，當氣溫低、氣壓高時，上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)多，這與冷空氣活動有關。冷空氣活動時，日平均氣溫大幅下降，前后兩日的日平均氣溫溫差較大。當氣溫下降時，鼻腔局部血管收縮，一些抵抗病毒的免疫物質如免疫球蛋白明顯減少，有利于病毒的入侵，進而引發(fā)上呼吸道感染。

2.3 上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)等級預測與應用

利用逐步回歸方法，挑選出對上呼吸道感染發(fā)病具有顯著影響的氣象因子，建立上呼吸道感染逐日發(fā)病人數(shù)（Y）的預報方程：

其中，X1為前第3天的日平均氣溫（℃）；X2為前第3天的日最高氣溫（℃）；X3為前第2天的日最低氣溫（℃）；X4為前第3天的日平均氣壓（hPa）；X5為前第3天的日最高氣壓（hPa）；X6為前第3天的日最低氣壓（hPa）；X7為前第2天的降水量（mm）；X8為前第2天相對濕度（%）；X9為前第2天的最低能見度（km）；X10為前第7天的日照時數(shù)（h）。

本研究將預報量劃分為5個等級（表3）。

表3 上呼吸道感染逐日發(fā)病人數(shù)等級劃分

對于預報方程的預報效果，選取2017年7月及2018、2019年的1和7月的資料來進行檢驗（表4），從表4中可以看出，上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)的逐日預報值與實際值同級在32.3%以上，最高達38.7%，預報歷史回代率都在83.9%以上，最高達到93.5%。其中2020年1月同級在41.9%，試報準確率達到了96.8%。由此可見，所建立的預報方程對上呼吸道感染發(fā)病具有較好的預報能力。

表4 2017年3月至2019年12月及2020年1月（試報）上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)逐日等級預報準確率 %

3 結論

1）翁源地區(qū)上呼吸道感染一年四季均有發(fā)生，具有顯著的季節(jié)性，春、秋季最多，夏季最少，其中12月全年發(fā)病最高峰，8月全年最低；

2）上呼吸道感染發(fā)病與年齡呈反比，年齡越小，患病幾率越大；男的比女的更容易感染上呼吸道疾病；

3）上呼吸道感染與氣象因子有顯著關系，其中氣溫和氣壓的相關性最為顯著，并且各氣象因子對上呼吸道感染的影響最有2～3 d的滯后性；

4）利用逐步回歸方法建立的上呼吸道感染逐日發(fā)病人數(shù)等級預報方程，預報檢驗效果顯著，說明通過氣象因子變化預測上呼吸道感染發(fā)病人數(shù)是可行的。