中國(guó)東西部?jī)煽h域氣象要素對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病影響的分層對(duì)比研究

蹇宛霖，尹 立，郭 勇，趙笑顏，譚元文，王式功

（1.成都信息工程大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院/環(huán)境氣象與健康研究院，四川 成都610225；2.四川省氣象探測(cè)數(shù)據(jù)中心，四川 成都610072；3.攀枝花市中心醫(yī)院氣象醫(yī)學(xué)研究中心，四川 攀枝花617000；4.貴州省民政廳，貴州 貴陽(yáng)550004；5.中國(guó)人民解放軍總醫(yī)院，北京100000；6.錦屏縣衛(wèi)生健康局，貴州 錦屏556700）

呼吸系統(tǒng)疾病包括支氣管炎、哮喘、咽炎、肺炎、慢性阻塞性肺病等[1]。呼吸系統(tǒng)疾病一直是導(dǎo)致我國(guó)城鄉(xiāng)人口死亡的主要原因之一[2]，并且其住院人次一直呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)[3]，嚴(yán)重增加了我國(guó)居民醫(yī)療負(fù)擔(dān)[4]，對(duì)居民健康產(chǎn)生重要影響。

作為主要的氣象敏感性疾病之一，呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病或復(fù)發(fā)通常與天氣和氣候變化密切相關(guān)[5-7]。氣溫和濕度通常被考慮為影響呼吸系統(tǒng)疾病的主要?dú)庀笠?，但在不同地區(qū)，溫度和濕度可能會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)睾粑到y(tǒng)疾病產(chǎn)生不同影響。沈陽(yáng)市居民呼吸系統(tǒng)疾病易受低溫、高濕及大風(fēng)天氣影響[8]；低溫、高濕環(huán)境也會(huì)增加上海居民慢性阻塞性肺疾病患病風(fēng)險(xiǎn)[9]；低溫和低濕環(huán)境對(duì)蘭州市和遵義市居民呼吸系統(tǒng)疾病的影響更明顯[10-11]。呼吸系統(tǒng)疾病并不是受到單一因素影響，各氣象因子間的相互作用對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病的影響不容忽視。已有部分學(xué)者利用綜合性指標(biāo)評(píng)估多要素對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病的影響，風(fēng)寒指數(shù)、溫濕指數(shù)和體感溫度等被廣泛應(yīng)用于研究之中[12-13]，但較少有研究從能量角度對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病與氣象因素間的關(guān)系進(jìn)行探討，因此利用濕焓進(jìn)行相關(guān)研究具有必要性。

以往研究多是集中于城市[14]，由于貧困地區(qū)居民普遍缺乏必要的疾病防范意識(shí)，使他們的呼吸系統(tǒng)健康更易受到氣候變化影響[15]，因此迫切需要對(duì)農(nóng)村地區(qū)開展相關(guān)研究。以往研究對(duì)人群分層較為粗糙，多數(shù)以嬰幼兒和老年人作為重點(diǎn)[16-19]，不能滿足不同年齡段人群的需求。本文將阜南縣及錦屏縣呼吸系統(tǒng)疾病入院患者以10 歲為間隔進(jìn)行分層，在時(shí)間上從月細(xì)化到候，通過(guò)描述性研究方法與相關(guān)性分析方法分析兩縣不同年齡段人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)及溫濕因素隨月份、節(jié)氣和候的變化特征，為相關(guān)地區(qū)深入開展呼吸系統(tǒng)疾病醫(yī)療氣象服務(wù)提供理論支持。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

疾病資料來(lái)源于安徽省阜陽(yáng)市阜南縣7 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（會(huì)龍鎮(zhèn)、張寨鎮(zhèn)、柳溝鎮(zhèn)、田集鎮(zhèn)、苗集鎮(zhèn)、許堂鄉(xiāng)、趙集鎮(zhèn)）以及貴州省黔東南苗族侗族自治州錦屏縣15 個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)2015 年1 月1 日—2016 年12 月31 日新型農(nóng)村合作醫(yī)療數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)包括患者年齡、性別、入院日期和主診斷等。根據(jù)國(guó)際疾病分類標(biāo)準(zhǔn)第十版（ICD-10）中呼吸系統(tǒng)疾病編碼（J00-J99）對(duì)所獲數(shù)據(jù)主診斷項(xiàng)進(jìn)行分類，剔除性別、年齡及主診斷項(xiàng)不明者，得到阜南縣住院病例共計(jì)15 567 例，錦屏縣住院病例共計(jì)26 252 例。

兩縣同期氣象資料來(lái)源于中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)（http：//data.cma.cn）所提供的地面逐日氣象數(shù)據(jù)。包括日均氣壓（hPa）、日均風(fēng)速（m/s）、日均氣溫（℃）、日最高氣溫（℃）、日最低氣溫（℃）及日均相對(duì)濕度（%）等。

1.2 研究方法

考慮到不同年齡患者的差異性，將呼吸系統(tǒng)疾病住院患者以10 歲為間隔進(jìn)行分層，年齡分層分別為0～9、10～19、20～29、30～39、40～49、50～59、60～69及70 歲以上。分析兩縣不同年齡段人群入院人數(shù)隨月份、節(jié)氣及候的變化特征，比較兩縣居民呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病差異。

分析氣溫、氣溫日較差、相對(duì)濕度和濕焓與兩縣全人群及50～59 歲人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)隨時(shí)間的變化關(guān)系。比濕與濕焓通過(guò)計(jì)算獲得，利用（1）式計(jì)算得到比濕數(shù)據(jù)：

式中：q 為空氣比濕（g/kg），P 和e 分別為氣壓和水汽壓（hPa）。

濕焓取決于大氣熱量與水汽量，又稱溫濕能，高濕焓區(qū)對(duì)應(yīng)著暖濕氣流強(qiáng)的聚集區(qū)[20]。濕焓的計(jì)算公式為[21]：

式中：Eh為濕焓（J/kg），Cp=1 004 J（/kg·K）為定壓比熱，T 為絕對(duì)溫度（K），L=2.5×106-2 323（T-273.16）為凝結(jié)潛熱（J/kg），q 為比濕（g/g）。

由于呼吸系統(tǒng)疾病每日入院人數(shù)分布為非正態(tài)分布，故選用Spearman 秩相關(guān)分析方法研究呼吸系統(tǒng)疾病與各氣象因素間的關(guān)聯(lián)性。在進(jìn)行兩縣50～59 歲人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)與各氣象因素相關(guān)性分析的同時(shí)，還考慮了滯后影響，最大滯后時(shí)間選為第10 天。

研究主要使用SPSS 25.0 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 資料的描述性分析

阜南縣和錦屏縣2015—2016 年呼吸系統(tǒng)疾病住院人數(shù)及氣象要素的頻數(shù)分布見(jiàn)表1 和表2。研究期間阜南縣平均氣溫為15.8 ℃，平均相對(duì)濕度為78.7%。錦屏縣平均氣溫為17.6 ℃，平均相對(duì)濕度為84.0%。錦屏縣更潮濕。

表1 阜南縣2015—2016 年各人群呼吸系統(tǒng)疾病每日住院人數(shù)及氣象因素頻數(shù)分布

表2 錦屏縣2015—2016 年各人群呼吸系統(tǒng)疾病每日住院人數(shù)及氣象因素頻數(shù)分布

圖1 給出了2015—2016 年兩縣各年齡段人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)所占全人群百分比。兩縣0～9 歲兒童和60 歲以上老人呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)占比較大，其中錦屏縣0～9 歲兒童入院人數(shù)占比高于阜南縣，阜南縣60 歲以上老人入院人數(shù)占比高于錦屏縣。同時(shí)，兩縣均是20～39 歲人群入院人數(shù)較少。

圖1 兩縣2015—2016 年各人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)分布

2.2 不同時(shí)間尺度下各年齡段人群日均入院人數(shù)差異分析

2.2.1 各年齡段人群日均入院人數(shù)逐月變化

由圖2 可知，阜南縣各年齡段人群入院人數(shù)隨月份的波動(dòng)較錦屏縣平緩，呼吸系統(tǒng)疾病入院高峰基本集中在2—3 月（50～59 歲人群除外）。錦屏縣各年齡段人群入院人數(shù)隨月份的波動(dòng)具有一定相似性（20～29 歲人群除外），即日均入院人數(shù)在3 月出現(xiàn)峰值，6、7 月有弱的增長(zhǎng)，入院人數(shù)最低值出現(xiàn)在8月。

圖2 阜南縣和錦屏縣2015—2016 年各年齡段人群日均入院人數(shù)的月際變化

2.2.2 各年齡段人群日均入院人數(shù)逐候變化

兩縣各年齡段人群入院人數(shù)峰值基本集中在10—20 候。阜南縣50～59 歲和70 歲以上人群以及錦屏縣20～29 歲人群需分別在10 月初、11 月初和12 月中旬加強(qiáng)對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病的防范。

2.2.3 各年齡段人群日均入院人數(shù)隨節(jié)氣變化

圖3 是兩縣各年齡段人群各個(gè)節(jié)氣的日均入院人數(shù)分布情況。阜南縣和錦屏縣所有人群入院高峰基本集中在立春—清明。阜南縣50～59 歲人群和錦屏縣20～29 歲人群、70 歲以上人群分別在寒露、大雪、冬至入院人數(shù)最多。錦屏縣各年齡段人群在夏至節(jié)氣入院人數(shù)有增加。阜南縣所有人群入院人數(shù)低值基本出現(xiàn)在夏至—霜降，而錦屏縣各人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)低值則出現(xiàn)在立秋—寒露。

圖3 阜南縣和錦屏縣各年齡段人群日均入院人數(shù)的節(jié)氣變化

2.3 兩縣各人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)與各氣象要素的相關(guān)性

阜南縣全人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)與氣壓和氣溫日較差呈正相關(guān)關(guān)系，與氣溫、相對(duì)濕度和濕焓呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。錦屏縣全人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)與氣壓呈正相關(guān)，與風(fēng)速、氣溫、氣溫日較差和濕焓呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。在不同人群分類下，相關(guān)系數(shù)大小和顯著性檢驗(yàn)結(jié)果可能有所差異（表3、表4）。錦屏縣全人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)與相對(duì)濕度不存在顯著相關(guān)性，可能與當(dāng)?shù)厝隄穸容^高有關(guān)[22]。

表3 阜南縣各人群每日呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)與氣象要素的相關(guān)系數(shù)

表4 錦屏縣各人群每日呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)與氣象要素的相關(guān)系數(shù)

2.4 氣溫和濕度對(duì)兩縣不同人群的影響

呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)病或死亡高峰多出現(xiàn)于寒冷季節(jié)，如春季和冬季[23-24]。阜南縣50～59 歲人群呼吸系統(tǒng)疾病秋季入院高峰突出。兩縣全人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)與氣溫日較差間的相關(guān)關(guān)系存在一定差異，因此對(duì)兩縣全人群及50～59 歲人群和4 個(gè)氣象要素（氣溫、氣溫日較差、相對(duì)濕度、濕焓）隨時(shí)間的變化情況進(jìn)行對(duì)比分析。

2.4.1 氣溫對(duì)兩縣全人群及50～59 歲人群的影響

由圖4a、4b、4c 可知，當(dāng)阜南縣氣溫較高時(shí)，全人群及50～59 歲人群入院人數(shù)較少。在10 月和寒露節(jié)氣，阜南縣50～59 歲人群日均入院人數(shù)高峰對(duì)應(yīng)著氣溫日較差的較高值，并且在氣溫日較差增大5 d（一候）后，50～59 歲人群秋季出現(xiàn)高峰（圖4c）。

圖4 阜南縣（a、b、c）和錦屏縣（d、e、f）全人群（深藍(lán)線）、50～59 歲人群（淺藍(lán)線）日均入院人數(shù)及氣溫（深紅線）和氣溫日較差（淺紅線）分布

錦屏縣全人群與50～59 歲人群日均入院人數(shù)年內(nèi)變化基本一致（圖4d、4e、4f）。11 月—次年3月，兩人群入院人數(shù)均處于相近時(shí)間段較高水平。6和7 月隨著氣溫的升高，入院人數(shù)隨之增加。

2.4.2 濕度及濕焓對(duì)兩縣全人群及50～50 歲人群的影響

圖5 反映了兩縣全人群與50～59 歲人群呼吸系統(tǒng)疾病日均入院人數(shù)與相對(duì)濕度和濕焓的時(shí)間變化情況。

圖5 阜南縣（a、b、c）和錦屏縣（d、e、f）全人群（深藍(lán)線）、50～59 歲人群（淺藍(lán)線）日均入院人數(shù)及濕度（深紅線）和濕焓（淺紅線）分布

阜南縣春秋季節(jié)相對(duì)濕度較低時(shí)，該縣50～59歲人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)較多（圖5a、5b、5c）。與阜南縣不同，錦屏縣春季（3 月）相對(duì)濕度較高，此時(shí)氣溫偏低，陰冷潮濕的環(huán)境有利于細(xì)菌滋生[25-26]，易造成呼吸系統(tǒng)疾病發(fā)生（圖5d、5e、5f）。

當(dāng)濕焓增大時(shí)，兩縣全人群入院人數(shù)減少。但錦屏縣全人群和50～59 歲人群在6、7 月（夏至、第36候）出現(xiàn)的入院人數(shù)增長(zhǎng)，表明錦屏縣居民可能還對(duì)暖濕環(huán)境有一定敏感性。

2.4.3 氣象因素對(duì)兩縣50～59 歲人群呼吸系統(tǒng)疾病的滯后影響

對(duì)比表5 和表6 發(fā)現(xiàn)，阜南縣50～59 歲人群呼吸系統(tǒng)疾病易受到相對(duì)濕度和氣溫日較差影響，在滯后第5 天較明顯。錦屏縣50～59 歲人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)則與氣溫及濕焓存在負(fù)相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)大小隨滯后時(shí)間的不同而變化。

表5 阜南縣50～59 歲人群當(dāng)天及滯后10 d 呼吸系統(tǒng)入院人數(shù)與氣象要素的相關(guān)系數(shù)

表6 錦屏縣50～59 歲人群當(dāng)天及滯后10 d 呼吸系統(tǒng)入院人數(shù)與氣象要素的相關(guān)系數(shù)

3 討論

兩縣2015—2016 年各年齡段人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)分布呈現(xiàn)“兩頭多、中間少”的趨勢(shì)。兒童和老年人是呼吸系統(tǒng)疾病高發(fā)人群，20～39 歲成年人由于其較好的身體素質(zhì)，可更好地抵御各種呼吸系統(tǒng)疾病風(fēng)險(xiǎn)[27]。

安徽省阜南縣與貴州省錦屏縣各人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)高峰多集中于冬季和春季，這可能與較冷的環(huán)境條件有關(guān)[28-29]?？傮w來(lái)看，兩縣呼吸系統(tǒng)疾病日均入院人數(shù)的逐候變化趨勢(shì)與月份和節(jié)氣相似。以候?yàn)閱挝贿M(jìn)行分析縮短了年內(nèi)時(shí)間跨度，對(duì)短期內(nèi)疾病防控工作具有一定參考價(jià)值。

高溫效應(yīng)對(duì)錦屏縣全人群的影響比阜南縣更為明顯。兩縣居民呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)與氣溫日較差間相關(guān)關(guān)系的差異，可能與兩地人群對(duì)較暖季節(jié)當(dāng)日氣溫變化的敏感性不同有關(guān)。氣溫較高時(shí)，較大的氣溫日較差可能對(duì)錦屏縣居民有一定保護(hù)作用[30]，使當(dāng)?shù)鼐用駸岵皇孢m感得到緩解。低濕環(huán)境給阜南縣居民呼吸系統(tǒng)疾病帶來(lái)更大風(fēng)險(xiǎn)，春季低溫潮濕天氣易對(duì)錦屏縣居民產(chǎn)生較大影響，這與錦屏縣3月左右較高的相對(duì)濕度有關(guān)。從能量角度分析來(lái)看，兩縣全人群呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)均與濕焓呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即在干冷環(huán)境條件下兩縣居民呼吸系統(tǒng)疾病入院風(fēng)險(xiǎn)較高。本文研究發(fā)現(xiàn)，阜南縣50～59 歲人群呼吸系統(tǒng)疾病易受到氣溫日較差與相對(duì)濕度的影響。同時(shí)，在上海和北京進(jìn)行的研究中也發(fā)現(xiàn)了類似結(jié)論[31-32]。

呼吸系統(tǒng)疾病的發(fā)病和死亡受到氣候環(huán)境、遺傳和個(gè)體的生活習(xí)慣、收入水平等因素影響。因醫(yī)療數(shù)據(jù)的局限性，本文研究結(jié)果還不能完全反映多因素對(duì)兩地各人群呼吸系統(tǒng)疾病的綜合影響。本文主要運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析方法進(jìn)行觀察性研究，研究方法的限制使研究結(jié)果相對(duì)片面，此后研究還應(yīng)考慮氣象因素對(duì)呼吸系統(tǒng)疾病的非線性影響。

4 結(jié)論

（1）在不同時(shí)間分布下，除50～59 歲人群外，阜南縣和錦屏縣所有人群呼吸系統(tǒng)疾病日均入院人數(shù)最大值出現(xiàn)在2—3 月（立春—清明，第10—20 候）和11—12 月（大雪—冬至）。兩縣呼吸系統(tǒng)疾病入院人數(shù)低值都出現(xiàn)在夏、秋季。

（2）阜南縣50～59 歲人群秋季入院高峰突出的原因可能與該人群對(duì)氣溫日較差和相對(duì)濕度的變化更為敏感有關(guān)。當(dāng)氣溫日較差增大、相對(duì)濕度降低時(shí)，阜南縣50～59 歲人群呼吸系統(tǒng)疾病入院風(fēng)險(xiǎn)隨之增加，這種影響還伴隨著一定的滯后效應(yīng)。

（3）干冷環(huán)境是導(dǎo)致兩縣居民呼吸系統(tǒng)疾病入院的主要因素之一。春季低溫潮濕天氣及暖季較低的氣溫日較差易對(duì)錦屏縣居民呼吸系統(tǒng)疾病產(chǎn)生較大影響。