长春市气温变化和天气环流型对慢性阻塞性肺病的影响研究

发布时间：2020-07-05 06:11

【摘要】：众多研究表明,气温及其变化对呼吸系统疾病发病和死亡有一定的影响。当气温剧变时,人体免疫机能下降,尤其是低温对免疫系统和呼吸道感染非常不利,且某些天气类型与冬季呼吸系统疾病之间存在着明显的联系。本文对2009年1月1日-2012年12月31日长春市气象要素和慢性阻塞性肺病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease,COPD)入院人数进行统计,利用广义相加模型(Generalized Additive Model,GAM)研究气温、气温日较差(Diurnal Temperature Range,DTR)和24小时变温对COPD入院危险度(Relative Risk,RR)的影响,考虑1-7天的滞后效应及性别和年龄分层;并根据Lamb-Jenkinson大气环流分型方法进行天气分型,分析了不同环流型年变化特征和13种环流形势下9种气象要素特征量,并引入入院指数(Admission Index,AI)来衡量逐日入院人数的相对大小,研究不同环流形势对入院人数的影响及其滞后效果;最后选取典型寒潮个例研究了寒潮天气过程对长春COPD入院的影响,主要研究结果如下:(1)长春COPD入院人数春季最多,夏季最少,且冷季多于暖季,女性多于男性,老年人多于非老年人,月平均入院人数与平均风速、气温日较差成正相关关系,与相对湿度成反相关关系。通过建立气温、气温日较差以及24小时变温对长春入院人数影响的GAM模型发现,低温和高温对COPD住院人数的影响均不大,而在春夏和夏秋季节交替过程中,气温对COPD住院人数的影响更为明显。DTR对COPD的影响为COPD住院相对危险度随着DTR的增大而增大,且对女性和老年人较为显著。24小时变温对除男性外的其他人群相对危险度(Relative Risk,RR)影响暖季大于冷季;同一季节相比,24小时升温除非老年人之外的人群RR值影响较大。从全年来看,24小时负变温在滞后3天对非老年人COPD入院影响最大,RR值为1.039(0.999,1.081);24小时正变温在滞后7天对女性入院RR值影响最大,为1.037(1.000,1.076)。(2)对长春2009-2012年大气环流型进行统计,发现最常见的环流型为气旋型(Cyclonic,C),占四年的六分之一以上,它和西风型(Westerly,W)、北风型(Northerly,N)、西南风型(Southwesterly,SW)、反气旋型(Anticyclonic,A)型环流共占总天数一半以上。从大气环流型与入院人数的关系来看,AI高指数占比最多的是反气旋北风型(AnticyclonicNortherly,AN)及反气旋西北风型(AnticyclonicNorthwesterly,ANW)型环流,而低指数占比最多的是气旋西南风型(Cyclonic Southwesterly,CSW)型环流。对所有人群而言,AI高指数占比较多的多为反气旋偏北风混合型或西风、北风平直气流型,共同特点为气温较低,气压较高,降水偏少,相对湿度降低,24小时变温为负,有降温;低指数出现概率较大的环流型均为气旋性混合型,共同特点为气温较高,气压较低,降水较多,相对湿度较大,24小时变温为正,有升温。(3)从大气环流对COPD的滞后影响来看,环流形势发生后0-7天AI指数均较高的有N、W、西北风型(Northwesterly,NW)三种环流型,共同特点为气温较低,相对湿度较小,风速较大,24小时有降温,这种寒冷、干燥的天气,会导致呼吸系统防御力减弱,有利于病毒传播。从滞后时间来看,最大AI值出现的滞后时间较短(2天内)的有气旋北风型(CyclonicNortherly,CN)和AN型,滞后时间较长,在6天以上的有N、东北风型(Northeasterly,NE)、W、A、气旋西风型(Cyclonic Westerly,CW)、反气旋西北风型(AnticyclonicNorthwesterly,ANW)六种天气型,AI值最大的为CW型,AI值在6天后达到137.25;0-7天入院人数均少于平均的有南风型(Southerly,S)、SW、和A型,发生时的共同点为风速较小,24小时有升温。(4)2009年-2012年长春市寒潮爆发共11次,发生最多的月份为12月,共发生3次;寒潮爆发当日最多的环流型是N型,共4次,寒潮爆发时的天气形势多为平直环流型或反气旋混合型,以偏北气流为主。寒潮对各人群滞后效果都较为明显和一致,都在寒潮发生4天后入院指数(AI)达到最高。通过对冷空气过程的个例分析发现,相较于气温的高低,气温的变化对COPD的影响更大,当气温和相对湿度骤降时,会引起COPD入院人数的高峰。
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R563.9;P423.3
【图文】：

天气分型,长春市,流场,位置

Z=ZS+ZW (2.10)将 NCAR（国家大气研究中心）提供的 2009 年 1 月 1 日~2012 年 12 月 31日 SLP 逐日再分析资料（水平分辨率 2.5° 2.5°）代入上式。采用以下规则定义不同的环流型：1．由 tan-1（WF / SF）计算风向角度，如果 WF 为正，则加上 180°。用八风向法将风向角换算为八风向，每 45°为一个风向。2.当| Z | <F 时，流场为纯平直型，根据八个风向分为北风型(N)，东北风型(NE)，东风型(E)，东南风型(SE)，南风型(S)，西南风型(SW)，W(西风型)，NW(西北风型)8 种平直气流型。3.当| Z | > 2F 时，流场为纯涡旋型。如果 Z> 0，该流场为纯气旋型，如果 Z<0，则该流场为纯反气旋型。4.如果 F <| Z | <2F，流场为混合型，因此兼具涡旋型和平直气流型的特征，分为 8 2 共 16 种不同类型。该方法定义了 26 种天气型，一些学者[74,77]在分类时还有一种无定义型，但这种情况本文并未采用。

最高气温,最低气温,反应曲线,平均气温

图 3-4 最高气温(a)、最低气温(b)、平均气温(c) 对人群 COPD 住院的暴露-反应曲线滞后 0-7 天日最高气温变化 1°C 时 COPD 发生的危险度（RR）值见表 3-4从中可以看出，日最高气温每变化1°C，在当天RR 值达到最大，节点气温为18°C当日最高气温小于等于 18°C 时，RR 值为 1.0208（0.9837,1.0592）；当日最高气温大于 18°C 时，RR 值为 1.0252（0.9643,1.0900）。表 3-4 长春市 2009—2012 年日最高气温每变化 1°C 时当日及滞后 1-7 天 COPD 住院的RR 值及 95%可信区间

【参考文献】