Dr Daniel Rabczenko z Narodowego Instytutu Zdrowia Publicznego wraz ze współpracownikami szukał związku dziennej liczby zgonów z powodu ogółu przyczyn (z wyłączeniem przyczyn zewnętrznych) z maksymalną dobową temperaturą powietrza w Warszawie w ciepłej części roku (maj-wrzesień), w latach 2008-2013. Dzięki jego uprzejmości zamieszczamy wyniki tych bardzo ciekawych badań.
STRESZCZENIE
Analiza kształtu krzywych opisujących ten związek wykazała, że mają one podobny, paraboliczny kształt w całej populacji oraz w podpopulacjach wyznaczonych przez płeć i wiek. Dla każdej z analizowanych podpopulacji wyznaczono wartość temperatury powietrza, dla której zależność umieralności od temperatury zmienia charakter z ujemnego na dodatni.
Wartość ta może być interpretowana jako warunki komfortowe. Oscylowała ona pomiędzy 20 a 24 stopnie, przy czym dla kobiet wartości były wyższe niż dla mężczyzn. Fale gorąca definiowane jako przynajmniej trzy dni z maksymalną temperaturą powietrza powyżej 30 stopni powodowały wzrost umieralności mężczyzn niezależny od wartości temperatury maksymalnej, ale tylko w populacji mężczyzn w wieku 70 lat i więcej i był on istotny statystycznie.
Letnie upały powodują wzrost umieralności we wszystkich krajach świata, we wszystkich strefach klimatycznych. Istniejące doniesienia opisują wzrost liczby zgonów związany z występowaniem wysokiej temperatury w Europie, USA, Azji oraz Afryce Południowej.
Zaobserwowano jednak pewną niejednorodność wyników, które zależały od położenia geograficznego i charakterystyk narażonej populacji. Od lat siedemdziesiątych w pracach amerykańskich opisujących związek pomiędzy temperaturą a umieralnością zaczęto stosować termin "fala upałów".
Nieco później zagadnienie związku umieralności z wysoką temperaturą stało się przedmiotem zainteresowania badaczy europejskich zarówno w krajach charakteryzujących się chłodniejszym klimatem, na przykład w Holandii, Belgii, Wielkiej Brytanii, Niemczech, Republice Czeskiej, Polsce, jak i z klimatem cieplejszym jak Włochy, Grecja i Hiszpania.
W ostatnich dekadach w Polsce, jak i w całej Europie, częstość występowania fal upałów wzrasta. Można założyć, że w związku z globalnymi zmianami klimatu, liczba i intensywność fal upałów, a także liczba zgonów przez nie powodowanych może również znacząco wzrosnąć.
Przykładem może być sytuacja z roku 2003, kiedy zarówno zachodnia jak i południowa Europa dotknięte były rekordową falą upałów. Według różnych szacunków w jej wyniku zmarło wtedy od 35 do 70 tysięcy ludzi, zaobserwowano też 24% wzrost umieralności osób w wieku 74 lat i więcej. Przeprowadzone analizy wskazują, że najbardziej podatną na wysoką temperaturę powietrza jest podpopulacja osób starszych.
Porównawcza analiza istniejących wyników jest trudna, ponieważ termin "fala upałów" nie został ściśle zdefiniowany przez Światową Organizacje Meteorologiczną (WMO) i w doniesieniach pochodzących z wielu części świata używane są różne definicje. Niektóre definicje oparte są o progową wartość temperatury oraz czas jej trwania.
Na przykład Holenderski Królewski Instytut Meteorologiczny zdefiniował falę upałów jako okres conajmniej 5 dni, w którym temperatura minimalna jest równa co najmniej 25 stopni, a w 3 dniach maksymalna temperatura jest równa co najmniej 30 stopni. Polski słownik meteorologiczny podaje nieprecyzyjną definicję fali upału jako okresu kilku dni lub tygodni z maksymalną temperaturą 30 stopni lub więcej, rozdzieloną okresami chłodniejszymi (Niedźwiedź 2003).
W niektórych pracach stosowany jest termin "komórki gorąca", które określane są jako okresy kilku kolejnych dni ze średnią dzienną temperaturą powyżej 90 lub 95 centyla. Niektóre definicje oparte są na wieloczynnikowych indeksach z bilansu cieplnego człowieka, na przykład Humindex w Kanadzie lub temperaturze odczuwalnej w USA, Włoszech lub w Polsce.
Głównym celem naszej pracy jest analiza krótkookresowego wpływu maksymalnej temperatury otoczenia na umieralność mieszkańców Warszawy i weryfikacja hipotezy, że fale upałów oraz okresy ciepła mają wpływ na umieralność, niezależny od bezpośredniego wpływu dziennej temperatury. Taki fakt wskazywałby na to, że przedłużające się okresy niekorzystnej pogody są dodatkowym czynnikiem ryzyka zgonu. Ponadto celem pracy jest wybór definicji okresu podwyższonej temperatury, która najlepiej określa dni zwiększonego ryzyka zgonu.
MATERIAŁ
Analizowano dane meteorologiczne oraz dane dotyczące dobowej umieralności mieszkańców Warszawy z ciepłych okresów (maj–wrzesień) lat 2008-2013. Dzienne liczby zgonów obliczano na podstawie danych ze zbioru z indywidualnymi rekordami osób zmarłych, udostępnionym przez Główny Urząd Statystyczny. Dane o dziennej temperaturze uzyskano z Wydziału Geografii i Studiów Regionalnych Uniwersytetu Warszawskiego. Dane dotyczące innych charakterystyk meteorologicznych y pozyskano z globalnej bazy danych National Climatic Data Centre.
WYNIKI
Podstawowe charakterystyki poziomu umieralności i wartości temperatury prezentowane są w tabelach I i II. W okresie objętym badaniem zidentyfikowano ogółem 8 fal upałów i 8 okresów gorących. Tak jak oczekiwano, zależność pomiędzy temperaturą maksymalną powietrza a umieralnością z powodu wszystkich rozważanych przyczyn, we wszystkich rozważanych podpopulacjach miała charakter paraboliczny (Ryc. 1).
Dzienna liczba zgonów w Warszawie z powodu ogółu przyczyn (z wyłączeniem przyczyn zewnętrznych) w cie- płych okresach roku (maj – wrzesień), w zależności od płci, w okresie 2008-2013 (N=918 dni). Tabela II. Minimalna i maksymalna dobowa temperatura w ciepłych okresach roku (maj - wrzesień), Warszawa, 2008-2013 (N=918 dni). Dane: Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego - Państwowy Zakład Higieny.W związku z tym, do opisu tych zależności w sposób parametryczny, zastosowano metodę hockey-stick. Wyniki zaprezentowane są tabeli III. Wartość optymalnej temperatury O waha się pomiędzy 20 a 25 stopni w zależności od rozważanej podpopulacji. Można zauważyć nieznaczną tendencję polegającą na tym, że optymalna temperatura jest nieco wyższa dla kobiet.
Ryzyko zgonu w zależności od dobowej temperatury maksymalnej. W analizie uwzględniono trend długookresowy, rok kalendarzowy, dzień tygodnia, wilgotność i ciśnienie atmosferyczne. Warszawa, 2008-2013. Dane: Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego - Państwowy Zakład Higieny.Wzrost temperatury o 1 stopień powyżej wartości optymalnej wiąże się ze wzrostem dziennej liczby zgonów z powodu wszystkich przyczyn (z wyłączeniem przyczyn zewnętrznych) w całej populacji Warszawy o 1,6%. Podobne związki zaobserwowano w innych rozważanych podpopulacjach i niemal we wszystkich przypadkach były one statystycznie istotne (Tab. III).
Tabela III. Ryzyko względne zgonu związane ze wzrostem dobowej temperatury maksymalnej o 1 stopień w zakresach poniżej (RR1) i powyżej (RR2) punktu zmiany. Wyniki obliczone metodą hockey stick regression. Tabela IV. Skumulowany w ciągu 7 dni wpływ okresów ciepłych i fal upałów na umieralność. Wyniki uzyskane metodą polynomial distributed lag model. Dane: Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego - Państwowy Zakład Higieny.Dla zakresu temperatur poniżej wartości optymalnej - spadek temperatury o 1 stopień jest związany ze wzrostem umieralności z powodu wszystkich przyczyn (z wyłączeniem przyczyn zewnętrznych) o 1,1%. W populacji kobiet nie zaobserwowano istotnych zmian umieralności związanych z występowaniem fal upałów. W populacji mężczyzn umieralność wzrastała w czasie fal upałów, ale tylko w starszej podpopulacji efekt był statystycznie istotny (Tab. IV). Nie zaobserwowano statystycznie istotnych zmian umieralności w okresach gorących.
Pamiętając o niezbędnych, wspomnianych powyżej ograniczeniach, obliczono, że w obserwowanym okresie w czasie fal upałów nadwyżka umieralności wynosi średnio 9,6 zgonów dziennie, ogółem w obserwowanym okresie 230, około 45 w jednym okresie ciepłym. Obliczenia zostały wykonane w każdej z podpopulacji wyznaczonej przez płeć i wiek. Wyniki, w których ryzyko względne było poniżej 1, nie były brane pod uwagę.
DYSKUSJA
Wyniki uzyskane w tej pracy są zgodne z wynikami prac z różnych miast w całej Europie. Wzrost umieralności poniżej i powyżej pewnego wybranego punktu optymalnego jest charakterystyczny dla miast leżących na podobnej szerokości geograficznej jak Warszawa.
Wartość punktu optymalnego pomiędzy 20 a 24 stopie jest również podobna do uzyskiwanej w innych publikacjach. Ryzyko względne związane ze wzrostem temperatury w zakresie powyżej punktu optymalnego w Warszawie, które w populacji ogólnej równie jest 1,6%, w populacji kobiet jest wyższe (2,7%) niż mężczyzn (1,5%).
Wyniki uzyskane w ramach projektu "Assessment and Prevention of acute Health Effects of Weather conditions in Europe" (PHEWE), w którym analizowano dane z lat 1993-2003 z 15 europejskich miast, były podobne. Wraz ze wzrostem temperatury odczuwalnej o 1 stopień powyżej wartości progowej umieralność wzrastała o 1,8% w miastach północnych (takich jak Sztokholm, Helsinki lub Budapeszt) i o 3,1% w miastach południowych (np. Ateny, Rzym, Paryż).
Kolejnym analizowanym zagadnieniem był wzrost umieralności w czasie występowania fal upałów. W Warszawie w ciągu 7 dni od pierwszego dnia fali upałów wzrost umieralności osiąga 9,3% w całej populacji i 11,7% osób w wieku 70 lat i więcej.
Wyniki projektu EuroHEAT, w ramach którego analizowano dane dotyczące zmian umieralności w czasie fal upałów w 9 miastach europejskich (Atenach, Barcelonie, Budapeszcie, Londynie, Mediolanie, Monachium, Paryżu, Rzymie i Walencji) w latach 1990-2004 wskazują na znaczny wzrost umieralności, zależny od intensywności i czasu trwania fal upałów.
W krajach basenu Morza Śródziemnego fale upałów spowodowały wzrost umieralności o 21,4%, w krajach Europy Centralnej o 12,4%. Efekt fali upałów wzrastał wraz z wiekiem narażonej populacji i był wyższy wśród kobiet niż wśród mężczyzn, a szczególnie dotyczy to grupy wiekowej 75-84 lata.
Warto jednak zauważyć, że w tym projekcie miasta reprezentujące Europę Centralną leżały około 600 kilometrów na południe od Warszawy. W Niemczech w okresie 2001-2010, zależnie od intensywności i czasu trwania wzrost umieralności w czasie fali upałów wynosił od 10 do 19.6%. Nieznacznie niższe wartości uzyskane w naszej pracy mogą być wynikiem uwzględnienia w modelu dziennej temperatury jako niezależnego czynnika, zatem wyniki dla fal upałów oddają ich "dodatkowy" efekt.
Przeprowadzona analiza ujawniła pewne różnice pomiędzy mężczyznami a kobietami w zmianach umieralności związane z temperaturą i falami upałów. Wzrost umieralności związanej ze wzrostem maksymalnej temperatury jest mniejszy wśród mężczyzn niż wśród kobiet (1,5 vs 2,7%), jednakże wartość optymalnej temperatury była wyższa dla kobiet.
Natomiast mężczyźni (w szczególności w wieku 70 lat i więcej) byli bardziej podatni na działanie fal upałów niż kobiety. Problem ten również badano w pracy niemieckiej, w której stwierdzono, że kobiety są znacząco bardziej narażone na wpływ upalnej pogody niż mężczyźni. Podczas gdy wzrost umieralności mężczyzn w czasie fal upałów nie przekraczał 12%, to wartość wzrostu umieralności kobiet wyniosła 21% w trzecim dniu trwania fali upałów. Uśredniony wzrost umieralności mężczyzn w czasie fali upałów wyniósł 11,4%, wśród niemieckich mężczyzn i 18,7% kobiet.
Należy zauważyć, że w wielu badaniach zamiast temperatury powietrza jako miary narażenia na upalną pogodę stosuje się temperaturę odczuwalną. W naszej analizie wykorzystano temperaturę maksymalną, ponieważ oparte o nią są obie wykorzystywane definicje ekstremalnie niekorzystnych warunków temperaturowych. Temperatura odczuwalna jest indeksem uwzględniającym temperaturę oraz wilgotność powietrza.
W okresach chłodnych i w czasie, gdy wilgotność powietrza jest niska, temperatura odczuwalna jest niższa niż temperatura bezwzględna, w czasie lata lub w okresach charakteryzujących się wysoką wilgotnością - wyższa. Współczynnik korelacji pomiędzy temperaturą powietrza i temperaturą odczuwalną osiąga 0,99, co pozwala na porównywanie wyników.
Z dwóch zastosowanych w pracy definicji ekstremalnie niekorzystnych warunków pogodowych, okresów gorąca i fal upałów, druga wydaje się lepiej identyfikować okresy niebezpieczne, w rozumieniu dodatkowego, oprócz samej temperatury, czynnika wpływającego na umieralność. Należy jednak zauważyć, ze definicja ta identyfikuje tylko 24 dni w ciągu pięcioletniego okresu objętego badaniem.
Wyniki przeprowadzonej analizy wskazują na to, że w Warszawie umieralność prawie wszystkich rozważanych podpopulacji wzrasta wraz ze wzrostem temperatury maksymalnej. Istotny statystycznie wzrost umieralności związany z falą upałów zaobserwowano jedynie wśród mężczyzn w wieku 70 lat i więcej. Należy jednak zauważyć, że we wszystkich analizowanych podpopulacjach wartości ryzyka względnego są powyżej 1, a przedziały ufności przesunięte są w górę, co sugeruje również podatność tych grup ludności na efekt fal upałów.
Przełożenie uzyskanych wyników, wyrażonych w postaci ryzyka względnego, na przypisaną liczbę zgonów było dość złożonym problemem. W analizach ekologicznych, takich jak prezentowana w niniejszej pracy, podstawowe charakterystyki osób zmarłych są nieznane, zatem trudno ocenić, czy wpływ upalnej pogody dotyczy ludzi już chorych i jedynie przyspiesza zgon o kilka dni, czy też może dotyka ludzi, którzy żyliby jeszcze kilka lat.
W tej drugiej grupie zagadnienie umieralności związanej z występowaniem upalnej pogody miałoby dużo większe znaczenie z punktu widzenia zdrowia publicznego. Nasze analizy wykazały brak efektu "harvestingu", co wskazuje, że wysoka temperatura nie tylko przyspiesza zgon ludzi w złym stanie zdrowia, którzy zmarliby w krótkim czasie, ale wpływa na umieralność całej populacji.
Biorąc pod uwagę, że średnia dzienna liczba zgonów w obserwowanym okresie wyniosła 44, wartość liczby zgonów, którą wiążemy z wystąpieniem fali upałów oszacowana przez nas na około 28 w czasie trzydniowej fali upałów wydaje się dość znaczącym problemem. Należy jednakże podkreślić, że jest to oszacowanie nadwyżki w stosunku do warunków komfortowych.
Jeżeli porównalibyśmy umieralność w czasie występowania fal upałów do dni cieplejszych, nadwyżka ta miałaby mniejszą wartość. Na przykład, jeżeli za referencyjne warunki przyjąć temperaturę 25 stopni, to nadwyżka dziennej liczby zgonów wyniosłaby około 7,6 zgonów w przeliczeniu na jeden dzień, w którym obserwuje się falę upałów (182 w całym okresie objętym badaniem).
Wartość wpływu fali upałów na umieralność może znacznie różnić się w zależności od lokalizacji, zatem w pracy tej nie podęto próby przeniesienia wyników uzyskanych w Warszawie na resztę kraju. Problem ten wymagałby wykonania wielu analiz w różnych miastach leżących w różnych strefach klimatycznych w Polsce oraz oceny wpływu fal upałów na umieralność populacji wiejskiej.
PODSUMOWANIE I WNIOSKI
W ciepłych miesiącach latach 2008-2013 w Warszawie zaobserwowano istotny wpływ dziennej maksymalnej temperatury na umieralność. Zależność miała charakter paraboliczny, wartość temperatury optymalnej, w czasie występowania której umieralność była najniższa wahała się od 20 do 24 stopi w różnych podpopulacjach wyznaczonych przez wek i płeć.
Występowanie fal upałów definiowanych jako przynajmniej trzy kolejne dni z temperaturą maksymalną powyżej 30 stopni stanowił dodatkowy czynnik zwiększający umieralność oprócz samej temperatury maksymalnej powietrza.
Źródło: TwojaPogoda.pl / Przegląd Epidemiologiczny 2016;70(4):629-640.
Prawo autorskie: Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego - Państwowy Zakład Higieny.