ارزیابی ریسک مرگ و میر ناشی از تنش گرمایی در کلانشهرهای ایران

الماسی, فائقه; فرج زاده, منوچهر; قویدل رحیمی, یوسف

doi:10.22111/jneh.2023.45769.1963

ارزیابی ریسک مرگ و میر ناشی از تنش گرمایی در کلانشهرهای ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی دکتری آب و هواشناسی، دانشگاه تربیت مدرس تهران

² استاد دانشگاه تربیت مدرس تهران

³ دانشیار دانشگاه تربیت مدرس تهران

10.22111/jneh.2023.45769.1963

چکیده

تنش های گرمایی یکی از عوامل خطر در مرگ و میر به شمار می رود. هدف پژوهش، شناخت پتانسیل شاخص جهانی آب و هوای حرارتی (UTCI) به عنوان شاخص خطر سلامت مرتبط با گرما در ایران است. با استفاده از 32 سال داده های روزانه هواشناسی، مقادیر UTCI در صدک های مختلف برای شناسایی دوره های مرگ و میر بیش از حد در پنج شهر تهران، اهواز، مشهد، شیراز و اصفهان در فصل تابستان تعریف شد. الگوهای فراوانی طبقات شاخص UTCI تابستانه شناسایی شد. آستانه صدک های مقادیر حداقل و حداکثر شاخص برای هر ایستگاه استخراج شد. نتایج پژوهش نشان داد مقادیر تابستانی شاخص بین 4/55 تا 9/1- درجه سانتیگراد متغیر است. در مجموع 08/18% دمای شبانه (دمای حداقل شاخص اقلیم حرارتی) و 64/97 % دمای روزانه (دمای حداکثر شاخص اقلیم حرارتی) روزهای مورد مطالعه همراه با تنش گرمایی بوده است. در طول دوره مورد مطالعه 10 درصد روزهای تابستان در شرایط مرتبط با مقادیر حداکثر شاخص UTCI در سه کلاس تنش گرمایی قوی، بسیار قوی و شدید قرار دارند. همبستگی با داده های مرگ و میر از 5 ایستگاه نشان داد که رابطه بین UTCI و تعداد مرگ و میر بستگی به آب و هوای زیستی ایستگاه دارد و تعداد مرگ و میر در شرایط تنش گرمایی بسیار قوی و شدید افزایش می یابد، یعنی زمانی که UTCI بالای 38 و 46 درجه سیلسیوس است. برازش رده های تنش گرمایی بر تعداد مرگ‌ و میرها با روند تابع LOWESS نشان داد پراکندگی مرگ و میر در راستای شاخص UTCI ماهیت متنوعی داشته و بصورت اشکال بالابر V-، U-، J دیده شد. میزان افزایش مرگ و میر بستگی به سطوح تنش گرمایی دارد و در حدود 35 درجه سیلسیوس و بالاتر، یعنی ورود به محدوده رده تنش گرمایی متوسط شاخصUTCI ، افزایش مرگ و میر مشهود است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

اقلیم شناسی

عنوان مقاله [English]

Assessing the risk of mortality caused by heat stress in Iran's metropolises

نویسندگان [English]

Faegeh Almasi ¹
Manuchehr Farajzadeh ²
Yousef Ghavidel Rahimi ³

¹ PhD Student of Climatology, Tarbiat Modares University, Tehran , Iran

² Professor of Climatology, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

³ Associate Professor of Climatology, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran

چکیده [English]

Thermal stress is one of the risk factors for mortality. The research aims to identify the potential of the Universal Thermal Climate Index (UTCI) as a heat-related health risk indicator in Iran. Using 32 years of daily meteorological data, UTCI values in different percentiles were computed to identify excess mortality periods in five cities of Tehran, Ahvaz, Mashhad, Shiraz, and Isfahan in the summer season. Frequency patterns of summer UTCI index classes were identified. Threshold percentiles of minimum and maximum index values were extracted for each station. The results of the research showed that the summer values of the index vary between -1.9 and 55.4 degrees Celsius. In total, 18.08% of the night temperature (minimum temperature of thermal climate index) and 97.64% of the daily temperature (maximum temperature of thermal climate index) of the studied days were associated with heat stress. During the studied period, 10% of summer days are in the conditions related to the maximum UTCI index values in three classes of strong, very strong, and severe heat stress. Correlation with mortality data from 5 stations showed that the relationship between UTCI and the number of deaths depends on the bioclimate of the station and that the number of deaths increases in very strong and severe heat stress conditions, that is when UTCI Above 38 and 46 degrees Celsius. The fitting of the categories of heat stress on the number of deaths with the trend of the LOWESS function showed that the distribution of deaths according to the UTCI index had a diverse nature and was seen as V-, U-, and J-shapes. The increase in mortality depends on the levels of heat stress, and at 35 degrees Celsius and above, i.e. entering the moderate heat stress category of the UTCI index, an increase in mortality is evident.

کلیدواژه‌ها [English]

Heat stress
Mortality
Summer
UTCI index
Iran

مراجع

اسماعیل نژاد، مرتضی؛ خسروی، محمود؛ علیجانی، بهلول؛ مسعودیان، سید ابوالفضل. (1392). شناسایی امواج گرمایی ایران. فصلنامه جغرافیا و توسعه، 11 (33)، 53-39.

باعقیده، محمد؛ شاکری، فهیمه؛ میوانه، فاطمه. (1396). بررسی مقایسه ای تنش های حرارتی در سواحل شمال و جنوب ایران. مجله تحقیقات سلامت در جامعه، 3 (3)، 11-1.

خورشید دوست، علی محمد؛ محمدپور، کاوه؛ بیورانی، حسین. (1392). تاثیر عناصر اقلیمی و الاینده ها بر روی بیماریها سکته قلبی و آسم در شهر سنندج (2008-2001). فصلنامه فضای جغرافیایی، 13(42)، 125-103.

رضائی، فرشته. (1397). استاندارد سازی شاخص حدی امواج گرمایی در دوره گرم سال براساس شرایط اب و هوایی ایران. رساله دکتری تخصصی (Ph.D). استاد راهنما دکتر: محمود احمدی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی.

براتی، غلامرضا؛ مرادی، محمد؛ سعیدی نیا، مریم. (1400). واکاوی همدید شهرهای رکورددار گرما در ایران. مجله پژوهشهای دانش زمین، 12(2)، 64-73.

ضابطیان، الهام؛ خیرالدین، رضا. (1397). مدل سلسله مراتبی ارزیابی سازگاری روانی در جهت نیل به آسایش حرارتی و حس مکان در فضاهای شهری. فصلنامه مطالعات شهری، 7(28)، 90-79.

فلاح قالهری، غلامعباس؛ میوانه، فاطمه؛ شاکری، فهیمه. (1394). ارزیابی آسایش حرارتی انسان با استفاده از شاخص جهانی اقلیم حرارتی، مطالعه موردی: استان کردستان. مجله سلامت و محیط زیست، 8(3)، 378-367.

قنبری، یوسف؛ برقی، حمید؛ غیاث، مجید؛ روزبهانی، رضا؛ حجاریان، احمد؛ محمدی، منیره؛ دهدشتی، نعیمه السادات. (1390). بررسی رابطه توزیع جغرافیایی فوت شدگان بر اثر انواع بیماری ها با مولفه های اقلیمی، نمونه موردی استان اصفهان. مجله دانشکده پزشکی اصفهان، 29(160)، 1713-1724.

محمدی، حسین. (1385). ارتباط عناصر اقلیمی و الاینده های تهران با مرگ و میر ناشی از بیماریهای قلبی (دوره ی مطالعاتی 2003-1999). فصلنامه پژوهش های جغرافیایی، (58)، 66-47.

یزدان پناه، حجت الله؛ صالحی فرد، عذری؛ گلشاهی، جعفر. (1394)، بررسی تاثیر امواج گرمایی بر تعداد مراجعات قلبی شهر بندرعباس. فصلنامه برنامه ریزی فضایی (جغرافیا)، 5(3)، 62-45.

Baccini, M., Biggeri, A., Accetta, G., Kosatsky, T., Analitis, A., Anderson, HR. (2008). Heat Effects on Mortality in 15 European Cities. Epidemiology, 19(5), pp 711–719. https://doi.org/10.1097/EDE.0b013e318176bfcd PMID: 1852061.

Basu, R., J. M., Samet. (2002). Relation between elevated ambient temperature and mortality: A review of the epidemiological evidence. Epidemiol. Rev, 24(2), pp 190–202. https://doi.org/10.1093/epirev/mxf007.

Blażejczyk, K. (2011). Assessment of regional bioclimatic contrasts in Poland. Miscellanea Geographica-Regional Studies on Development, 15(-1), pp 79-91. https://doi:10.2478/v10288-012-0004-7.

——, Y., Epstein, G., Jendritzky, H., Staiger, B., Tinz. (2012). Comparison of UTCI to selected thermal indices. Int. J. Biometeor, 56(3), pp 515–535. https://doi:org/10.1007/s00484-011-0453-2.

——, G., Jendritzky, P., Bröde, D., Fiala, G., Havenith, Y., Epstein, A., Psikuta, B., Kampmann. (2013). An introduction to the universal thermal climate index. Geogr. Pol, 86(1), pp 5–10. https://doi.org/10.7163/GPol.2013.1.

Campbell, S., T. A., Remenyi, C. J., White, F. H., Johnston. (2018). Heatwave and health impact research: A global review. Health Place, (53), pp 210–221. https://doi.org/10.1016/j.healthplace.2018.08.017.

Costello, A., et al. (2009). Managing the Health Effects of Climate Change: Lancet and University College London Institute for Global Health Commission. The Lancet, (373), pp 1693-1733. http://dx.doi.org/10.1016/S0140-6736(09)60935-1

Changnon, D., Changnon, S.A. Evaluation of Weather Catastrophe Data for Use in Climate Change Investigations. Climatic Change 38, 435–445 (1998). https://doi.org/10.1023/A:1005348112541

Di Napoli, C., F., Pappenberger, H. L., Cloke. (2018). Assessing heat-related health risk in Europe via the universal thermal climate index (UTCI). Int. J. Biometeor, (62), pp 1155–1165. https://doi.org/10.1007/s00484-018-1518-2.

——, C., F., Pappenberger, H. L., Cloke. (2019). Verification of Heat Stress Thresholds for a Health-Based Heat-Wave Definition. J. Appl. Meteor. Climatol, (58), pp 1177–1194. https://doi.org/10.1175/JAMC-D-18-0246.1.

Fischer, E., C., Schär. (2010). Consistent geographical patterns of changes in high-impact European heatwaves. Nat. Geosci, 6(3), pp 398–403, https://doi.org/10.1038/ngeo866.

Hancock, PA., Ross JM., Szalma JL. (2007). A meta-analysis of performance response under thermal stressors. Hum Factors, 49(5), pp 851–877. DOI:10.1518/001872007X230226.

Havenith, G., D., Fiala. (2016). Thermal indices and thermophysiological modeling for heat stress. Compr. Physiol. 6(1), pp 255–302. https://doi.org/10.1002/cphy.c140051.

Heidari, H., Golbabaei, F., Shamsipour, A., Rahimi Forushani, A., Gaeini, A.(2017). The cut-off point for tympanic temperature as a heat strain index for evaluation of outdoor workers: a field study. Int J Occup Safe Ergonom. 24(2), pp 224-32. https://doi.org/10.1080/10803548.2017.1281524

Heidari, H., Golbabaei, F., Shamsipour, A., Forushani, AR., Gaeini A. (2015). Outdoor occupational environments and heat stress in IRAN. J Environ Health Sci Engineer. 13(1), pp 1. https://doi.org/10.1186/s40201-015-0199-6

Kahya, E. (2007). The effects of job characteristics and working conditions on job performance. Int J Ind Ergon. 37(6), pp 515–523. https://doi.org/10.1016/j.ergon.2007.02.006

Klinenberg E. (2002). Heat Wave: A Social Autopsy of Disaster in Chicago.

McGregor, G., Bessemoulin, P., Ebi, K., Menne, B. (2015). Heatwaves and Health: Guidance on Warning-System Development. World Meteorological Organization, WHO, Geneva, Switzerland. 96 pp.

——, J., Vanos. (2018). Heat: A primer for public health researchers. Public Health. 161(23), pp 138–146. https://doi.org/10.1016/j.puhe.2017.11.005.

Murage, P., S. Hajat, R. S., Kovats (2017). Effect of night-time temperatures on cause and age-specific mortality in London. Environ. Epidemiol. (2)1. pp e005. https://doi.org/10.1097/EE9.0000000000000005.

Pappenberger, F., G., Jendritzky, H., Staiger, E., Dutra, F., Di Giuseppe, D. S., Richardson, H. L., Cloke (2015). Global forecasting of thermal health hazards: The skill of probabilistic predictions of the universal thermal climate index (UTCI). Int. J. Biometeor. (59)3, pp 311–323, https://doi.org/10.1007/s00484-014-0843-3.

Pascal, M., and Coauthors. (2006). France’s heat health watch warning system. Int. J. Biometeor. 50(3), 144–153. https://doi.org/10.1007/s00484-005-0003-x.

——, V., Wagner, A., Le Tertre, K., Laaidi, C., Honoré, F., Bénichou, P., Beaudeau. (2012). Definition of temperature thresholds: The example of the French heat wave warning system. Int.J. Biometeor. 57(1), pp 21–29. https://doi.org/10.1007/s00484-012-0530-1.

Perkins, S. E., Alexander, L. V, Nairn, J. R. (2012) Increasing frequency, intensity and duration of observed global heatwaves and warm spells, Geophys. Res. Lett. 39(20), pp 20714. https://doi.org/10.1029/2012GL053361.

——., L., Alexander. (2013). On the measurement of heatwaves. J. Climate. (13)26, pp 4500–4517. https://doi.org/10.1175/JCLID-12-00383.1.

Robinson, PJ. (2001). On the definition of a heat wave. Journal of Applied Meteorology. 40(4), pp 762–765.

Tong, S., Wang, X.Y., Barnett, A.G. (2010). Assessment of heat-related health impacts in Brisbane, Australia: comparison of different heatwave deﬁnitions. PLoS One 5(8), pp e12155. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0012155

Semenza, J. C., J. E. McCullough, W.D., Flanders, M.A., McGeehin, J. R., Lumpkin. (1999). Excess hospital admissions during the July 1995 heat wave in Chicago. Amer. J. Prev. Med. 16(4), pp 269–277. https://doi.org/10.1016/S0749-3797(99)00025-2.

Sheridan, S., L., Kalkstein. (2004). Progress in heat health warning system technology. Bull. Amer. Meteor. Soc, 85(12), pp 1931–1941. https://doi.org/10.1175/BAMS-85-12-1931.

Wagner, V. U. A., C. Calmet, M., Pascal. (2018). Evolution of heat waves and associated mortality in France, 2004-2014. Bull. Epidemiol. Hebd. 16–17, pp 320–325.

Xu, Z., G. FitzGerald, Y.Guo, B. Jalaludin, S., Tong. (2016). Impact of the heatwave on mortality under different heatwave definitions: A systematic review and meta-analysis. Environ. Int. 89–90, pp 193–203. https://doi.org/10.1016/j.envint.2016.02.007.