氣候變化對大灣區人群健康影響研究進展

杜堯東 段海來 劉暢 羅曉玲

（廣東省氣候中心，廣州 510640）

0 引言

聯合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第五次氣候變化評估報告指出，近百年（1880—2012年）全球平均地表溫度上升了0.85 ℃[1]。氣候變暖不僅嚴重影響全球經濟、社會和政治活動，而且也帶來一系列重大的公共衛生問題[2-3]。氣候變化可以通過各種直接、間接途徑和復雜機制影響人群健康[4-5]。目前，全世界每年有超過10萬例患者因氣候因素死亡，預計到2030年可能達到30萬例[6]。由于社會經濟發展水平、人群適應能力以及所處地理位置等的差異，氣候變化對不同地區人群健康的影響是不同的[7]。粵港澳大灣區位于歐亞大陸南端，瀕鄰南海，屬亞熱帶氣候，正處于對氣候變化敏感的南海季風區[8]。在全球氣候變暖背景下，粵港澳大灣區的氣候也發生了顯著變化，1961—2010年大灣區年平均氣溫以每10年0.30 ℃的速率顯著上升[9]。氣候變化和城市化引發的熱島效應、高溫熱浪、灰霾等對人群健康造成了嚴重的影響。2003、2014年在大灣區爆發的SARS、登革熱病毒傳染病更是敲響了防控警鐘。因此，開展氣候變化對粵港澳大灣區人群健康的影響與適應對策研究，對于推進氣候變化對人群健康的脆弱性和風險評估，制定切實可行的區域公共衛生政策，降低氣候變化不利影響，保障人群健康具有重要意義。

1 氣候變化對粵港澳大灣區人群健康的影響

1.1 溫度變化的影響

1.1.1 日平均溫度

粵港澳大灣區日平均溫度與死亡之間呈“U”形關系，這說明溫度和死亡的關系是非線性的，在某一溫度閾值時死亡風險最低，日平均溫度高于或低于溫度閾值均導致人群死亡風險增加[10]。但不同城市，死亡風險最低時的溫度閾值，以及溫度每增加或降低1 ℃時，人群的死亡風險大小不一。廣州死亡風險最低的日平均溫度是26.4 ℃，當日平均氣溫高于26.4 ℃時，氣溫每升高1 ℃，廣州全死因人群死亡率累計上升1.9%；當日平均氣溫低于26.4 ℃時，氣溫每下降1 ℃，廣州全死因人群死亡率累計上升1.2%[10]。香港死亡風險最低的日平均溫度是28.2 ℃，當日平均氣溫高于28.2 ℃時，氣溫每升高1 ℃，香港全死因人群死亡率累計上升1.8%[11]。日平均溫度高于或低于溫度閾值時，不同死因的死亡風險也不一樣，因心血管疾病死亡風險增加更高[10]。進一步研究表明，廣州心血管事件當天的發病人數與當天的氣溫呈顯著的負相關[12]。冷熱效應健康影響時長不同。高于溫度閾值的熱效應對死亡的影響急促短暫，相對危險度一般在當天達到高峰，其影響通常持續4 d左右消失，而低于溫度閾值的冷效應緩慢持久，在第2～3天達到最大，但其影響持續的時間可長達2周或以上[10]。因此，高溫預警要早，行動要迅速，而對低溫的防范措施要延續兩周或更長時間，不應隨著低溫結束立即停止。香港的研究也表明，夏季（5—9月）與中暑有關的死亡只在日最高凈有效溫度（NET，一個結合溫度、相對濕度及風速的熱力指數）超過26時出現，當日最高凈有效溫度在26以上時，NET每增加1單位，人群中每日平均中暑死亡率增加1倍；而在冬季（11—3月），與低溫癥有關的死亡只在日最低NET在14或以下時出現。當日最低NET在14以下時，NET每下降1單位，低溫癥引起的死亡率增加30%[13]。

1.1.2 氣溫日較差

氣溫日較差是指同一天內最高氣溫與最低氣溫的差值。極大、極小的日較差對居民死亡率均有重要影響。日較差大，溫度在一天內的變幅大，人體因難以適應驟然增溫、降溫而引起身體不適。日較差小，溫度在一天內穩定在人體的一個臨界高溫或低溫值上，人體熱或冷應激不能緩解，進而導致身體不適。廣州地區研究發現，低日較差和高日較差都與人群死亡率的上升有關聯，但低日較差的急性效應更明顯。在冷季（11月—次年4月），日較差對所有類型死亡的累積效應隨著滯后天數的增加而增加，高日較差的累積效應強于低日較差。在熱季（5—10月），低日較差的累積效應隨著滯后天數的增加而增加，高日較差的效應在滯后13 d時（腦血管疾病滯后6 d）時最大，之后開始下降[14]。在香港分析了日溫差與居民心腦血管病死亡率的關系，發現日溫差的波動在大于65歲年齡組人群中的健康效應最為顯著[15]。

20世紀50年代以來，粵港澳大灣區氣溫日較差呈顯著的減小趨勢，而且冬季減少幅度更為明顯[16]，氣候變化使人們被迫改變習慣適應已經發生和將要發生變化的氣候。未來大灣區也將處于人口快速老齡化時期，如廣東2050年老齡化程度將由目前的14.8%上升到23.7%，60歲及以上老年人口是2000年的3.5倍[17]，這將導致更大的脆弱人群。

1.2 熱浪的影響

熱浪是指持續性的高溫酷熱天氣。一般把日最高氣溫達到或超過35 ℃稱為高溫天氣，連續3 d及以上的高溫天氣過程稱為高溫熱浪。監測資料顯示，1961—2010年，粵港澳大灣區日最高氣溫≥35 ℃的高溫日數以1.1 d/10 a的速率顯著增加，1998年以來高溫日數增加的速率更快，其中有6年的高溫日數大于20 d[9]。熱浪不僅易引起居民中暑死亡，還使人們出現失眠、疲勞、疾病加重等。2004年6月底至7月初的熱浪導致廣州市39人因高溫中暑死亡[18]。2003年夏季熱浪期間，廣州市居民中暑率、失眠率、疲勞癥狀發生率和疾病加重發生率分別為21.6%、21.6%、21%和5.0%[19]，2006—2011年熱浪期間，廣州住院人數增加2.6%[20]。其中，老年人、孕婦、兒童及一些慢性病患者，由于熱調節機能較差，對熱應力更敏感，所以更易受高溫熱浪的影響[21]。廣東省北部內陸地區人群對高溫熱浪的脆弱性高于南部沿海地區[22-23]。不同時間的熱浪效應存在差別，以夏季早期的熱浪影響較為明顯，因為人群對熱的適應能力在夏季開始時比較低[24-25]。此外，壽命損失年（years of life lost，YLL）是一種衡量疾病負擔的指標，它綜合考慮死亡發生時的年齡與期望壽命。研究發現，廣州高溫時，溫度每上升1 ℃由非意外死亡、心血管和呼吸系統疾病造成的YLL分別上升12.71、4.81和2.81 a[26]。

未來熱浪的影響在粵港澳大灣區可能更為嚴重。未來氣候變化將可能導致更加頻繁、更加強烈、更長持續時間的熱浪[27]，從而增加熱相關疾病和死亡。由于熱島效應，大灣區城市群的熱浪不僅強烈而且持續時間長，而持續時間比瞬時最高溫度對死亡率的影響更大。大灣區熱浪的增多和增強，將會增加用于空調降溫的電力需求，這又增加了來自電廠的空氣污染和溫室氣體排放。熱浪還常常伴隨著一段時間的空氣停滯，從而導致空氣污染和健康影響的加重。

1.3 寒潮的影響

寒潮是一種大型天氣過程，對人群健康的影響有直接導致損傷及疾病發生，也有間接作用而誘發疾病及死亡發生。在全球氣候變暖背景下，灣區寒潮次數雖呈減少趨勢，但年際、年代際變化明顯[28]，意外的強寒潮不時出現。20世紀90年代以來，灣區共發生了5次強寒潮，占50年代以來強寒潮次數的62.5%[8]。2008年初，一場罕見的強寒潮襲擊了我國南方地區[29]，對居民健康造成了巨大影響。據估計，本次寒潮期間中國亞熱帶地區的死亡率較同期增長43.8%，造成約14.8萬人的超額死亡，而且對華南華中影響最大[30]。與2006、2007和2009年同期相比，2008年寒潮期間，廣州、南雄和臺山三個城市居民非意外死亡和呼吸系統疾病死亡的風險明顯增加，依次為43%、52%、35%，寒潮對人群死亡的影響一直持續到寒潮結束后4個星期。寒潮對呼吸系統疾病的影響最明顯，75歲以上老人是寒潮的脆弱人群[31]。

預估表明，未來我國南方地區低溫日數整體將減少，但在廣東和廣西北部部分地區連續低溫日數有增加現象[32]。連續低溫日數的增加可能對當地居民的健康造成直接或間接影響。

1.4 空氣質量下降的影響

1.4.1 灰霾

霾天氣是指能見度小于10.0 km，排除降水、沙塵暴、揚沙、浮塵、煙霧、吹雪、雪暴等天氣現象造成的視程障礙，相對濕度小于80%時，判識為霾，華南地區將受到人類活動顯著影響的霾稱為灰霾[33]。1961年以來，灣區年灰霾日數以每10年6.3 d的速率顯著上升，2000年之后，平均每年的霾日數在30 d以上[9]。霾發生時，細粒子濃度升高，大量極細微的干性塵粒、煙粒、鹽粒等均勻地懸浮在空氣中，易誘發上呼吸道感染、哮喘、結膜炎、支氣管炎、眼和喉部刺激、咳嗽、呼吸困難、鼻塞流鼻涕、皮疹、心血管系統紊亂等癥狀，以及容易出現抑郁、窒悶，情緒低落，煩躁不安，直接影響到人體的生理和心理健康[34]。廣州地區的研究發現，灰霾天時，心血管疾病門診病人量顯著增加，廣州、深圳醫院的數據顯示，灰霾中的大氣污染物（如PM10）與人群心腦血管疾病死亡病例數、住院數有顯著的正相關性，當空氣中PM10的濃度升高，心腦血管疾病每日死亡人數增加[35]。此外，廣州市1954—2005年的灰霾數據和肺癌死亡率的研究表明，灰霾天氣與肺癌死亡率有關，且灰霾對肺癌死亡率的滯后效應在7年后達到最強[36]。

由于灰霾影響的復雜性，科學家迄今仍不清楚氣候變化是否會加重或減輕灰霾。降雨可以清除空氣中的顆粒物，因此降雨增加可能會減輕灰霾。風場減弱可能削弱大氣污染物的輸送和擴散能力[37]，臺風的登陸對污染物的擴散和清除有促進作用[38]，森林火災可以增加大氣中的顆粒物，未來氣候變化可能導致東亞季風強度和區域風場減弱[39]，影響我國熱帶氣旋個數的減少[40]和森林大火的增多[41]，這可能會導致灣區灰霾影響的加劇。

1.4.2 臭氧

臭氧（O3）是由氧氣、氮氧化物（NOx）及揮發性有機化合物（VOCs）在陽光作用下發生光化學反應形成，是光化學煙霧的主要成分[42]。監測資料顯示：2006—2012年，粵港澳大灣區臭氧濃度上升了13%[43]。O3能刺激眼睛、鼻和咽喉，在高水平時會增加人體感染呼吸系統疾病的機會，亦可令呼吸系統疾病（如哮喘病等）患者的病情惡化，且對心血管疾病有明顯影響。深圳市的研究發現，O3與人群心血管疾病住院病人數有顯著的正相關性，相關系數為0.658[44]。進一步研究表明，在溫度較低（＜25%分位數日均溫度）或在冷季（11月—次年4月）時，溫度與O3對廣州居民死亡率的影響具有交互作用，隨著O3濃度的增加，居民死亡的風險顯著增加（包括當日效應和累積效應）[45]。

O3生成與前體物（NOx和VOCs）呈顯著的非線性關系[46]，因此氣候變化可以通過改變O3前體物濃度進而影響O3生成。未來氣候變暖將會促使生物排放更多的VOCs（揮發性有機物），可能會加重O3污染[47]。觀測研究表明，地表O3濃度與當地氣溫之間存在著明顯的正相關關系，因此氣溫升高可能會加重O3污染[48]。

1.5 氣候敏感型疾病的影響

1.5.1 瘧疾

瘧疾在灣區原已被消滅或控制，但環境和氣候的變化、人口流動的增加導致近年來輸入性瘧疾的暴發流行，在我國南方的一些山區，瘧疾向高海拔地區蔓延[49。氣候變暖將增加瘧疾傳播潛勢，延長流行季節。當溫度升高1～2 ℃時，灣區微小按蚊地區間日瘧傳播潛勢可增加0.39～0.91倍，惡性瘧傳播潛勢可增加0.60～1.40倍，當溫度上升1 ℃時，瘧疾傳播季節可延長約1個月，當溫度上升2 ℃時，傳播季節可延長約2個月[50]。氣候變暖使沿海及沿江地區遭受洪水機會增大。洪水過后，媒介孳生地擴大，濕度增高，蚊蟲密度迅速上升，壽命延長，且災民通常較集中，生活條件及防蚊條件差，致使瘧疾發病迅速上升。全球氣候變暖，夏季時間和高溫時間延長，居民露宿現象相應增加，造成人-蚊接觸增多，瘧疾流行程度加重[50]。

1.5.2 登革熱

由于冰凍或持續寒冷天氣會殺死成蚊、過冬的蟲卵和幼蟲，目前登革熱病毒在20°S—30°N的熱帶地區傳播。1978年以來，灣區多次局地爆發了登革熱[51]。1986年以前，位于海南省南部的三亞市已基本具備登革熱終年流行的氣溫條件，1986年以后，三亞市已完全具備登革熱終年流行的氣溫條件[52]。氣溫突變后（1997—2012年）華南地區全年適于登革熱傳播的日數、終年流行區面積分別較突變前（1961—1996年）分別增加了10 d和408 km2[53]。研究表明，全球氣溫每升高1 ℃，登革熱的潛在傳染危險將增加31‰～47‰[54]。研究表明，與1997—2012年平均值相比，2013—2040年、2041—2070年和2071—2100年華南地區全年平均適于登革熱傳播流行的日數RCP4.5情景下分別增加10、15和20 d左右，RCP8.5情景下分別增加15、25和40 d左右，終年流行區面積RCP4.5情景下分別增加3962、5436和8260 km2，RCP8.5情景下分別增加4536、8780和20680 km2[53]。

1.6 新發傳染病的影響

1.6.1 嚴重急性呼吸系統綜合征（SARS）

廣州大氣環境因素與SARS疫情短期變化關系的研究表明，SARS疫情的短期漲落和大氣環境變化有相同的周期性，優勢周期為3～5 d，并且SARS和大氣環境變量的漲落有顯著的相關性。廣州每日SARS新增病例數的漲落與前期氣溫要素（平均氣溫、最高氣溫、最低氣溫、氣溫日較差）呈顯著負相關，即氣溫下降、氣溫日較差減小對后期SARS病例增加有作用。風速也與SARS呈顯著正相關。SARS疫情還與前期污染物濃度變化有明顯反位相關系，但反位相關系只是冷空氣引起的，因為冷空氣到達時北風加大，可沖淡大氣污染物的濃度。這些均說明冷空氣活動有加重疫情的作用。例如，2003年，在冷空氣來臨前的1月31日廣州平均氣溫高達19℃，2月3日一股強冷空氣影響廣州，日平均氣溫降到11℃，2月8日SARS大規模爆發。冷空氣來臨時，首先溫度驟降，劇變天氣使人群免疫力下降，SARS病毒趁虛而入；其次，風力加大，有利病毒擴散；另外，冷空氣帶來雨水和寒冷，人們室內活動時間增多，增加了封閉空間中感染SARS的機會。這些環境條件使人體感染SARS病毒和發病的機會增加[55]。在香港的研究也表明，SARS暴發與氣溫參數呈負相關，與氣壓參數呈正相關，SARS暴發前后均有明顯冷空氣活動[56-58]。

1.6.2 禽流感

研究發現，在2004年1月中旬—2月上旬禽流感高發期，廣州地區呈現出低溫高濕的氣候特點，低溫高濕的氣象條件對該地區禽流感的發生和傳播非常有利，而2004年2月中旬以后廣州地區氣溫回升、光照充足的氣象條件則抑制了禽流感的傳播[59]。氣候變暖可能助長禽流感。在禽流感的傳播過程中，氣候因素肯定起作用。候鳥已成為禽流感病毒的主要病媒，而候鳥的生活習性與氣候息息相關。世界衛生組織和我國衛生部均指出，禽流感病毒對熱和紫外線敏感。我國97%的人禽流感的個例都發生在亞熱帶季風區，很可能與這一地區的氣候特點有關。禽流感病毒最適宜傳播溫度為10～20 ℃[60]。

2 研究展望與適應對策

1）開展跨學科研究

影響健康的因素是多方面的，除了氣候因素，還有其他環境因素和經濟社會條件，隨著全球變暖的不斷加劇，不僅需要研究氣候敏感性健康結局的疾病負擔，更需要加強跨學科協作，共同開展氣候-環境-經濟社會健康影響交互作用研究。

2）揭示氣候變化健康影響機制

目前，氣候變化對人群健康影響機制的研究還較為欠缺，因此，需借助人工氣候艙、數值模擬等手段，研究氣候變化通過何種生理病理途徑來改變和影響人體各系統、各器官功能，以明確氣候變化對人群健康的影響機制并進一步探究發病規律。

3）發布人群健康氣候預警

在熱浪、寒潮、灰霾等高發和氣溫變化異常季節，加強人群健康氣候預警，幫助人們及時采取預防措施，避免傷害。并進一步研究未來氣候敏感性健康結局的長期變化趨勢，明確氣候變化造成災難性健康后果的閾值和出現時間。

4）有效保護敏感人群

根據大多數研究的結論，氣候變化的易感人群是老年人、兒童、女性、患基礎疾病和社會經濟地位較低者。有關部門在采取防護措施時應當更具針對性，以加強對敏感人群的保護。

5）加強數據共享和部門合作

建立氣候變化人群健康數據共享平臺，加強氣象與衛生部門的緊密合作，建立氣候變化對人群健康危害的應急預案，促進在氣候敏感性疾病的監測預測和早期預警中獲取有針對性的氣候服務，并將其應用于衛生規劃和和實踐中。