Изменение климата и здоровье: оценки, индикаторы, прогнозы

Климатические изменения в ХХ1 столетии превратились в ощутимый фактор риска для здоровья населения. В крупных городах волны жары провоцируют значительные изменения здоровья, вплоть до летальных исходов, происходит продвижение на север климато-обусловленных инфекционных заболеваний — вирусного клещевого энцефалита, болезни Лайма, гемморрагических лихорадок (Западного Нила, Крым-Конго и других), лептоспироза; возникли вспышки геморрагической лихорадки с почечным синдромом (ГЛПС). Увеличение числа неблагоприятных гидрометеорологических явлении (волн жары, наводнений, штормов, ураганов и др.) сопровождается потерей здоровья. Поэтому в планы адаптации к климатических изменениям необходимо включать разделы по защите здоровья. В книге представлен отечественный и зарубежный опыт по адаптации системы здравоохранения, социальной защиты и других управленческих структур к климатическим рискам, приведены рекомендации по их снижению во время температурных волн. Отдельная глава посвященапрофилактике климато-обусловленных инфекционных заболеваний.

ГЛАВА 2. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ВОЛНЫ И ИЗМЕНЕНИЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ В ГОРОДАХ

2.1. Температурные волны как новый фактор риска здоровью

Одним из последствий изменений климата является увеличение числа дней с аномально высокой или низкой температурой воздуха, т. е. волн жары и холода. Разумное городское планирование имеет важное значение для успешной адаптации к местным проявлениям глобального изменения климата, так как значительная часть климатических рисков приходится на городские районы. Урбанизация и продолжающийся рост крупных городов в странах с низким и средним уровнями доходов сопровождались ускоренным ростом уязвимых городских общин. При этом именно в мегаполисах с их относительно широкими (по сравнению с сельскими районами) финансовымивозможностями наиболее реально осуществление мер адаптации к изменениям климата всего городского хозяйства, в том числе его социального блока, посредством эффективных действий городских властей, поддерживаемых грамотным управлением на разных уровнях.

Для жизни человека в городе важна не только констатация изменений климата как самостоятельного явления, но и определение их значимости с точки зрения изменения городской среды, в первую очередь, ее термического комфорта, т. е. состояния, при котором обеспечивается оптимальный уровень физиологических функций организма, когда человек не ощущает ни жары, ни холода [Исаев, 2003]. Росгидромет регулярно публикует доклады об особенностях климата на территории Российской Федерации, в которых содержится информация об аномалиях температур и индексах экстремальности суточных температур. Для расчета этих индексов Росгидромет использует данные о числе дней за период (сезон, год), когда любая из характеристик суточной температуры (максимум, минимум или размах) была выше или ниже некоторого порогового значения.

Как считают эксперты ВОЗ, общепринятое понятие «аномальная жара» в научной литературе еще не сформулировано, европейский проект EuroHeat определяет его как период, в течение которого регистрируются максимальные и минимальные значения температуры воздуха, по крайней мере, на протяжении двух дней превышающие 90-й процентиль месячного распределения [Периоды сильной, 2005]. Порогом аномальности температуры считается ее превышение на 50С, поэтому для предварительной оценки последствий жары можно использовать и этот показатель. Росгидрометом для определения аномально жаркой погоды как опасного явления (ОЯ) принято другое, более высокое значение температурного порога — «в период с апреля по сентябрь в течение 5 дней и более значение среднесуточной температуры воздуха выше климатической нормы на 70С и более» (под нормой понимается средняя в данный день температура за 1961-1990 гг.) (Росгидромет. РД 52.88699-2008). Заметим, что волны жары указанным руководящим документом не регламентируются, а отнесены к опасным явлениям. Климатический центр Росгидромета, который входит в состав Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова, рассчитывает повторяемость волн жары и холода, а также дает соответствующие долгосрочные прогнозы, основываясь на разных определениях, в зависимости от поставленной задачи, но в любом случае использует длительность периода жары не менее трех дней.

Использование определения аномально жаркой погоды как ОЯ для нужд здравоохранения не целесообразно, что можно показать на примере Москвы. Смертность населения Москвы значительно (более чем на 5%) возрастает при волнах жары с пороговой среднесуточной температурой 23,60С [Shaposhnikov et al., 2014]. Поэтому для Московского региона и окружающих областей необходимо ориентироваться на эту пороговую величину. Данный вывод подтверждает оценка последствий аномальной жары лета 2010 г. на территории европейской части России, когда превышение смертности было в регионах, где среднесуточная температура была на 50С, а не на 70С, выше «нормы» [Ревич, 2011а].

Чрезвычайные события лета 2010 г. с особой остротой подняли проблему климатических изменений и их последствий. В какой степени летний режим 2010 г. в России связан с общими тенденциями глобальных и региональных климатических изменений? Можно ли было ожидать подобные аномалии? Что можно ожидать в будущем? Судя по модельным оценкам, подобные аномально продолжительные блокирующие режимы в Евро-Атлантическом регионе Северного полушария можно было ожидать [Мохов, 2011]. Точный долгосрочный прогноз таких событий и их последствий пока невозможен, но важно понимание таких климатических рисков для своевременного проведения мероприятий по защите здоровья населения.

На основании результатов наших исследований и международного опыта было разработано определение волны жары, вошедшее в Методические рекомендации Роспотребнадзора. Такая волна представляет собой пять и более последовательных дней, во время которых среднесуточная температура превышает 97-й процентиль многолетнего распределения среднесуточных температур, причем, по крайней мере, в течение трех дней среднесуточная температура должна превышать 99-й процентиль; там же приведено и «симметричное» определение волн холода.

Последствия воздействия температурных волн жары и холода на здоровье населения исследуются в различных странах мира: в базе PubMed приведено более 1 тыс. публикаций по этой тематике исследований. Доказано влияние волн жары на различные показатели здоровья (обращаемость за экстренной медицинской помощью, заболеваемость, общая смертность и смертность от отдельных причин: заболеваний системы кровообращения, органов дыхания, пищеварения, нервной системы, самоубийств). Во время волн жары происходят обезвоживание организма, нарушения микроциркуляции, что провоцирует тромбообразование с развитием инсультов и может усилить дисциркуляторную энцефалопатию [Чазов, Бойцов 2012].

В XXI веке впервые последствия длительной аномальной жары сильно проявились в 2003 г. в Европе, когда дополнительная смертность достигла 44 тыс. случаев. В наибольшей степени пострадали пожилые люди с хроническими заболеваниями сердечно-сосудистой системы, органов дыхания, диабетом, а также люди, проживающие на верхних этажах зданий. В жаркие дни происходит обострение различных сердечно-сосудистых заболеваний, например, стенокардии, с появлением болей в грудной клетке, головной боли, головокружения, тошноты, чувства усталости и т. д. (более подробно см. в главах 1 и 3). К группам наибольшего риска относят детей младшего возраста, беременных, пенсионеров, инвалидов с ограниченной подвижностью, лиц, профессиональная деятельность которых связана с пребыванием на открытом воздухе и лиц с низким уровнем доходов. В крупных городах группой риска являются также люди, место жительства или работы которых оказывается на территории так называемых «островов тепла». Высокие температуры ежегодно становятся причиной от 1 до 10% смертей среди старших возрастных групп в Европе, хотя сохраняется большая доля неопределенности в расчете потерянных лет жизни.

Температурные волны особенно опасны для жителей мегаполисов с их многоэтажной застройкой, интенсивной транспортной нагрузкой, недостаточностью площадей зеленых насаждений. Эти факторы приводят к формированию в мегаполисах нагревающего микроклимата, последствиями которого могут быть определенные нарушения системы кровообращения. Для принятия своевременных мер по защите здоровья во время волн жары, мобилизации системы здравоохранения, социальных и других служб, транспортного, информационного, коммунального, природоохранного и других секторов городского управления возникла необходимость разработки новых показателей климатического благополучия — пороговых значений температур, устанавливаемых на основе вероятности наблюдения экстремально высоких температур в данной местности. До сих пор в отсутствие общепринятого подхода к вычислению такого порога пользуются различными методиками. Мы полагаем, что для оценки рисков здоровью при воздействии высоких температур надо использовать основной токсикологический подход — зависимости «доза-эффект». Для климатических рисков такой «дозой» можно считать высокую температуру, а эффектом — статистически достоверное увеличение тех или иных климато-зависимых показателей здоровья. Эколого-эпидемиологические исследования сопряженных длинных временных рядов данных о среднесуточной смертности населения и температуры воздуха, а также значений биоклиматических индексов позволяют определить пороговые значения высоких температур, при которых наиболее резко возрастает дополнительная смертность. Как отмечалось выше, в одном из наших исследований пороговое значение среднесуточной температуры в Москве во время волн жары было принято за +23,60С [Shaposhnikov et al., 2014]. Для сравнения укажем, что аналогичные значения составили в Архангельске 21,00С [Shaposhnikov et al., 2011]; в Афинах — +300С, в Хельсинки — +23,6 0С, в средиземноморских городах он существенно выше и в достигает +280С [D’Ippoliti et al., 2010]. Эти пороговые значения не стабильны и по мере изменения климата будут меняться. Например, в Москве среднегодовая температура за весь примерно 140-летний период наблюдений выросла приблизительно на 30С [Седов, 2012], но основной рост, примерно на 20С, пришелся на 1976-2018 гг. [Доклад об особенностях.., 2019]. Согласно прогнозам климатологов, в Москве будет продолжаться повышение температуры воздуха (при уровне значимости 99%), причем тренд по модельным данным хорошо согласуется с трендом за предыдущие годы по фактическим данным, потепление зимой более выражено, чем летом. Климат становится все более неустойчивым, т. е. увеличивается число аномально холодных и аномально жарких дней. Если считать аномальными дни со среднесуточными температурами воздуха, выходящими за пределы интервала температур [Тсреднемесячная±2ст.откл.], где стандартное отклонение среднесуточных температур для каждого месяца вычислено за период 1961-1990 гг., то в Москве аномально жаркими являются дни со среднесуточными температурами в летние месяцы: в июне выше 20,20С, в июле выше 21,80С, в августе выше 20,10С. Аналогично, аномально холодными зимой будут дни со среднесуточными температурами ниже: в декабре −13,20С, в январе −16,40С и в феврале −14,70С. Число аномально жарких дней за период с начала XXI века было больше, чем ожидалось бы по законам вероятности, если бы климат остался в точности таким, как в 1961-1990 гг. [Доклад об особенностях.., 2019].

Согласно моделям, средняя температура июля в Москве в середине ХХI века, в соответствии со сценарием IPCC A2, вырастет на 1,2-2,00С, а к 2100 г. это значение достигнет 2,5-3,60С по сравнению с «базовым» 1990 г. По этим оценкам предполагается, что самым жарким останется Центральный округ, а самыми «прохладными» в пределах МКАД — Юго-Запад и Северо-Запад, причем та высокая температура июля, которая ранее достигалась раз в 10 лет [Исаев, 2003], станет нормой при уменьшении площадей зеленых насаждений и строительстве новых зданий [Константинов, 2011].

2.2. Температурные волны и смертность населения Москвы

В июле 2001 г. Москва пережила необычайно продолжительную жару, во время которой среднесуточные температуры превышали порог +250С в течение девяти последовательных дней. На пике этой волны суточная смертность достигла рекордно высокого значения, превысив среднее многолетнее значение смертности в июле на 93% (для сравнения: во время «чикагской жары» 1995 г. число среднесуточных смертей превысило фоновый уровень на 85%). Однако количественной мерой воздействия тепловых и холодовых волн на смертность служит не пиковая, а кумулятивная, т. е. усредненная за период волны (с учетом лага между изменением температуры и смертности) избыточная смертность. Она может быть определена для каждой причины и возрастной группы по отношению к соответствующему ожидаемому среднему многолетнему значению за данный календарный период. Волна 2001 г. привела к четко выраженному и статистически значимому эффекту «всплеска» смертности во всех возрастных группах от всех причин смерти. Абсолютная дополнительная смертность во время рассматриваемой волны жары составила 1 177 случаев. Вторая волна жары 2002 г. была не столь продолжительной, суммарная дополнительная смертность составила 283 случая, что в четыре раза меньше, чем во время более продолжительной волны 2001 г. [Ревич и др., 2008].

Летом 2002 г. в Москве и ее окрестностях аномально высокие температуры стали одной из причин горения торфяников, и в городе сложилась типичная смоговая ситуация с высоким уровнем загрязнения атмосферного воздуха. Из-за задымления снизилась видимость на дорогах, временно не работали аэропорты на востоке столицы, в воздухе ощущался запах гари, жители жаловались на раздражение глаз, затрудненное дыхание, головную боль и другие симптомы. С помощью оценки рисков было установлено, что в этот период загрязнение воздуха диоксидом азота могло привести к 103 дополнительным случаям общей смертности, 44 случаям смерти от сердечно-сосудистых заболеваний и 22 от острого инфаркта миокарда [Ревич и др., 2005]. Максимально возможный прогнозируемый прирост смертности от воздействия оксида углерода находился на уровне 107,2 случаев, дополнительная смертность от инфаркта миокарда — 19,8 случаев, при воздействии мелкодисперсных взвешенных частиц (PM 2,5), дополнительное число случаев общей смертности достигало 196 случаев (концентрации взвешенных частиц составляли 1–1,5 мг/м3). Число дополнительной общей смертности с 27 июля по 18 сентября 2002 г. при воздействии повышенных концентраций озона в приземном слое воздуха составило 33,9 случая, число дополнительной смертности от сердечно- и соавт., сосудистых заболеваний — 18,4 случая. Были выявлены связи между числом обращений за экстренной медицинской помощью, общей смертностью и смертностью от ряда причин (травмы, утопления и самоубийства) и температурой воздуха в летний период показали, что при увеличении максимальной дневной температуры на 1,00С общая смертность увеличивалась на 8% [Ревич и др., 2005].

Последующие работы, основанные на анализе ежедневных показателей смертности в Москве и динамике температуры за шесть лет, выявили, что у лиц старше 75 лет вероятность умереть зимой примерно на треть выше, чем летом (Ревич, 2008). Сезонные показатели смертности от хронических заболеваний нижних дыхательных путей различаются вдвое. Для пожилых людей в возрасте 75 лет и старше максимальная «зимняя» смертность, усредненная за 30 дней, была в 2,8 раза больше минимальной «летней». Смертность во всех возрастных группах за изучаемый период была минимальной величиной в августе и максимальной в январе, причем разность между ними составила 31% по ишемической болезни сердца и 35% от инсульта. Наибольший вклад (54%) в смертность от данных причин приходится на возрастную группу старше 75 лет, поэтому сезонная смертность для всех возрастов определяется доминирующим вкладом именно этой группы.

Наиболее тяжелая климатическая ситуация возникла в Москве в 2010 г., который по данным регулярных метеорологических наблюдений за 120 лет (с 1891 г.) оказался самым теплым в Северном полушарии Земли , а на территории европейской части России установилась аномально жаркая погода. Поэтому была поставлена задача оценить ее влияние на состояние здоровья населения, и, в первую очередь, на смертность как наиболее информативный показатель, контроль за которым осуществляется в месячном режиме в рамках государственного статистического наблюдения [Ревич, 2011а]. Данные о загрязнении атмосферного воздуха в Москве были получены с сайта «Мосэкомониторинг» Департамента природопользования и охраны окружающей среды г. (впоследствии они были опубликованны в совместном бюллетене Европейского бюро ВОЗ и Федерального агентства по охране окружающей среды Германии [Air quality.., 2010]. Данные о качестве атмосферного воздуха были получены с автоматических станций, расположенных в разных районах Москвы. При этом число станций, измеряющих РМ10, менялось от 5 до 9 в каждый день периода исследования (2006-2010 гг.), а число станций, измеряющих озон, менялось от 8 до 13. Ежедневное изменение числа работающих станций учитывалось при расчете временных серий средних по городу уровней. Значения среднесуточных температур и относительной влажности получены из метеорологической обсерватории МГУ. Следует отметить, что эта система контроля качества атмосферного воздуха соответствует требованиям ВОЗ 1999 г. и Директиве Евросоюза 2008/50/EC. В отношении других загрязнителей воздуха, таких как сажа, диоксиды азота и серы, эффекты дополнительного воздействия на заболеваемость и смертность населения в периоды жары обнаружены не были, и поэтому информация о содержании этих веществ не была включена в анализ.

Для оценки влияния температуры и концентраций загрязняющих веществ на здоровье населения использовался метод анализа временных рядов. При оценке влияния волн жары на смертность обычно используют данныепредыдущих лет. Так, во Франции сопоставлялись показатели смертности во время жары 2003 г. с данными за 2000–2002 гг., при этом отмечалось, что число смертей, регистрируемых в стране ежегодно в июле и августе, относительно стабильно [Barbieri et al., 2006].

Всего за период с 2000 по 2012 г. (за исключением 2010 г. с продолжительной волной жары, исследованного отдельно) в Москве было идентифицировано на основе использования 97-го процентиля 14 волн жары и 3-го процентиля — 9 волн холода. Значения дополнительной смертности в результате воздействия этих 23 температурных волн приведены в табл. 2.1. Риски вычислялись в рамках одной и той же модели, наиболее подробно описанной в публикации Д. А. Шапошникова и Б. А. Ревича [Шапошников, Ревич, 2018].

Таблица 2.1.

Относительные риски смертности и лаги во время волн жары в Москве в 2000-2012 гг. (RR (95%ДИ) [Шапошников, Ревич, 2018].

За изученный временной период на 95%-ном уровне значимости произошло повышение смертности от цереброваскулярных заболеваний (инсульт), внешних причин и всех естественных причин в возрастной группе 30-64 и по всем причинам в возрастной группе 65+. Наибольшие значения дополнительной смертности при воздействии этого типа температурных волн составили 20% от цереброваскулярных заболеваний в молодом и среднем возрасте и 28% в пожилом возрасте, что еще раз подтверждает факт их большей подверженности влиянию негативных факторов окружающей среды. Волны холода не оказали столь значительного влияния на смертность населения. В период с 2000 по 2012 г. (исключая 2010 г.) средняя волна жары продолжалась 7,8 дней, холода — 10,3 дня.

Летом 2010 г. волна жары продолжалась в Москве 44 дня — с 6 июля по 18 августа; среднесуточные температуры превышали +300C; а среднесуточные уровни мелкодисперсных взвешенных частиц размером менее 10 мкм находились на уровне выше допустимого в несколько раз. Эта столь тяжелая ситуация исследована нами наиболее детально. По первоначальным оценкам, полученным сразу после этого эпизода, было зарегистрировано 11 тыс. случаев дополнительной смерти [Ревич, 2011а], и эти оценки были получены на основании месячных, а не ежедневных рядов смертности. Для оценки совместного воздействия аномально высокой температуры и загрязненного атмосферного воздуха совместно с коллегами из Института экологической медицины Каролинского института (Стокгольм, Швеция) была разработана новая статистическая модель, учитывающая как основной эффект температуры, так и дополнительный эффект длительности волны жары. Предполагалось, что длительная постоянная волна жары может сильнее влиять на смертность, чем такая же продолжительная жара с интервалами более низких температур. Было доказано комбинированное (совместное) воздействие температуры и загрязнения атмосферного воздуха PM10 на смертность населения в период волны жары. Кроме того, был исследован «эффект жатвы» — смещение смертности после волны жары в период сентябрь 2010 — декабрь 2012 гг. [Shaposhnikov et al, 2014]. Пороговое значение температуры воздуха для идентификации волн жары установлено на уровне 97-го процентиля многолетнего распределения среднесуточных температур воздуха. Высокая температура была одной из причин пожаров лесов и торфяников вблизи Москвы, что привело к очень высоким уровням загрязнения атмосферного воздуха PM10:несколько дней среднесуточные температуры превышали +300С, а уровни PM10 — 300 мг/м3. Всего в период продолжительной жары были три эпизода, когда среднесуточные уровни PM10 постоянно превышали 97-й процентиль многолетнего распределения (90 мг/м3). Смертность, резко увеличившаяся в жаркие дни и в дни со смогом, достигла пика в начале августа, когда регистрировался наиболее высокий уровень загрязнения воздуха. В течение пяти дней, с 6 по 10 августа, показатель смертности превышал фоновый уровень в три раза.

Наблюдаемое и ожидаемое число смертей в Москве за период 6 июля — 18 августа 2010 г. для двух возрастных групп и основных классов причин смерти приведены в табл. 2.2.

Таблица 2.2.

Фактическое (О) и ожидаемое (Е) число смертей в период волны жары 06.07.2010 — 18.08.2010 г. в Москве [Ревич и др., 2015].

*Прирост в основном обусловлен тубулоинтерстициальными болезнями почек (N10-N16), для которых O=239 и O/E=3,28 (95%ДИ:2,64-4,32). Это группа заболеваний (острый и хронический пиелонефриты) различной этиологии, при которых поражаются преимущественно канальцы и интерстициальная ткань. Причины этого — острый и хронический пиелонефриты, токсические повреждения почек, патология иммунной системы, сосудистые нарушения и другие причины.

Число дополнительных смертей от всех естественных причин за этот период достигло 10 860 случаев. Если к этому добавить 181 дополнительный случай смерти от внешних причин, то получим, что суммарная дополнительная смертность во время волны жары в Москве составила 11 041 случай. Отметим, что сходный результат получен в работе С. А. Бойцова и соавторов (2013), в которой также использован регрессионный анализ временных рядов суточной смертности и приведен результат: 11 541случай дополнительной смертности в Москве за период с июня по август 2010 г. Относительный риск смерти (см. табл. 2.2) выше в старшей возрастной группе 65+, хотя в этот период возросло число смертей и лиц трудоспособного возраста. Прирост смертности зафиксирован среди всех изученных классов причин смерти. Наибольшие относительные риски установлены для смертей от заболеваний нервной системы (RR=3,07), мочеполовой системы (RR=2,54), цереброваскулярных заболеваний (RR=2,37), ишемической болезни сердца (RR=2,29) и респираторных заболеваний (RR=2,05). Среди заболеваний мочеполовой системы больше всего возросла смертность от острого или хронического пиелонефрита. В этиологии этих заболеваний существенную роль мог сыграть термический шок. Существенных различий между относительными рисками смертности среди мужчин и женщин не выявлено.

Прирост смертности в период волны жары 2010 г. в значительной мере объясняется постепенным накоплением температурного стресса в результате многодневного непрерывного воздействия жары. Этот «накопленный» эффект, зависимый от номера дня в непрерывной последовательности жарких дней, можно назвать «волновой добавкой» к основному эффекту жары (функции температуры воздуха).

Использование разработанной Пуассоновской модели смертности позволило приблизительно оценить парциальные вклады факторов риска в дополнительную смертность, что позволяет более наглядно интерпретировать полученные результаты. В «наихудшие» дни с самыми высокими уровнями температуры или загрязнения воздуха линеаризация модели дает большую ошибку, однако в среднем для всего 44-дневного периода волны жары парциальные вклады можно вычислить достаточно точно. Относительная ошибка вычисления таких вкладов равна 34% в самый худший день с наивысшей смертностью, однако в среднем для периода волны жары ошибка составляет всего 10%. Основной эффект высокой температуры обусловливает наибольший вклад в суммарную дополнительную смертность: 40%, или 4300 случаев. Одновременное воздействие загрязненного атмосферного воздуха и температуры приходится на 9% (1000 случаев) и 20% (2200 случаев). Указанные 9% распределяются примерно поровну между взвешенными частицами (5%) и озоном (4%). Это означает, что если бы население в этот период находилось только под воздействием эквивалентных концентраций смога (при температурах ниже +180С), то дополнительная смертность снизилась бы на 91%. И наоборот, если бы загрязнение атмосферного воздуха оставалось на обычном фоновом уровне, то смертность в период жары снизилась бы на 29%.

В период жары были проведены только некоторые профилактические мероприятия: организованы «прохладные комнаты» в центрах социальной защиты населения, установлено дежурство машин «скорой помощи» около станций метрополитена, переведены на круглосуточный режим поликлиники, сокращено время работы водителей общественного транспорта, но все указанные меры начали внедряться только в самом конце июля и августе и были явно недостаточны. Ситуация в России вызвала обеспокоенность Европейского бюро ВОЗ, и 10 августа 2010 г. на сайте этой организации был размещен документ «Природные пожары и аномальная жара в Российской Федерации. Медико-санитарные рекомендации», а 19 августа появилась его вторая редакция. В этом документе особенно подчеркивалась опасность сложившейся ситуации для лиц с бронхиальной астмой и другими респираторными заболеваниями, с сердечно-сосудистыми и другими хроническими заболеваниями для пожилых, детей и беременных женщин. Рекомендации касаются как усиления информирования населения местными органами здравоохранения, так и особенностей поведения самих людей во время жары.

После периода аномальной жары произошло снижение смертности до уровней даже ниже значения, прогнозируемого на октябрь-декабрь 2010 г. на основе модельных расчетов. Вероятнее всего, смертность оставалась ниже ожидаемого уровня и в течение всего 2011 г. Затем в 2012 г. она вновь превысила ожидаемый уровень. Общее число случаев преждевременной смертности в Москве за 44 дня волны жары составило 11 300 (95%ДИ:10 800-11800) случаев. Кумулятивная (т. е. накопленная в период волны жары) дополнительная смертность монотонно снижалась в течение 15 месяцев (в этот период наблюдался «дефицит», или смещение смертности). Абсолютного минимума кумулятивная дополнительная смертность достигла к концу 2011 г.: 5800 смертей (95%ДИ:1500-10100). Эти оценки позволяют вычислить смещение смертности за указанный период: 49% (95%ДИ:11%-87%). Полученный результат означает, что около половины людей, преждевременно умерших из-за воздействия волны жары и загрязнения атмосферного воздуха, могли бы в отсутствие этих факторов прожить еще несколько месяцев (от двух до четырнадцати), а другая половина — даже более. Результаты наших исследований о влиянии жары на смертность населения Москвы соответствуют данным других исследователей этой проблемы — например, [Бойцов и др., 2013].

Сравнение загрязнения атмосферного воздуха в Москве и других мировых мегаполисах показывает, что для большинства крупных городов тенденции динамики снижения загрязнения атмосферного воздуха монооксидом углерода, диоксидом серы и PM10 аналогичны. При этом среднегодовые концентрации загрязняющих веществ во всех рассматриваемых городах характеризуются высокой пространственной изменчивостью.

Волны жары губительны, как правило, для лиц старших возрастных групп, но принципиально важно наличие достоверных доказательств дополнительной смертности также лиц трудоспособного возраста, хотя их относительный прирост смертности не столь высок, как возрастной группы свыше 65 лет. Экономические потери из-за высокой смертности населения трудоспособного возраста летом 2010 г. в Москве находятся в пределах 97–123 млрд руб., или 1,23-1,57% ВРП столицы [Порфирьев, 2013].

В последнее время получены новые данные о влиянии природных пожаров на смертность населения. Дополнительная смертность от них в глобальном масштабе cоставляет более 300 тыс. дополнительных случаев летальных исходов ежегодно [Johnston et al., 2012]. Полученные результаты позволили разработать балльную шкалу опасности жары и повышенного уровня загрязнения атмосферного воздуха, описанную ниже в главе 3, где говорится об ее использовании, и в Плане действий органов исполнительной власти Москвы по снижению воздействия аномальной жары и загрязнения атмосферного воздуха на здоровье населения [Ревич и др., 2015а].

Изменения климата сопровождаются учащением не только волн жары, но в ряде случае и волн холода, т. е. «климатические качели» раскачиваются более резко, что приводит к увеличению числа ОЯ. Последствия «холодовой волны» наглядно демонстрирует ситуация января-февраля 2006 г. в Москве, когда аномально низкие температуры наблюдались 26 дней, что привело к повышенной смертности. Более подробно значение волн холода как фактора повышенной смертности населения рассмотрено ниже при описании ситуации в северных городах.

2.3. Температурные волны и смертность населения в европейской части России в 2010 г.

По мнению климатологов, основными причинами аномальной жары в этом регионе стали аномально устойчивый блокирующий антициклон, перенос очень жаркого воздуха из южных широт,чрезвычайно сильная засуха в прикаспийском регионе и общее повышение температуры, связанное с глобальным потеплением.

Аномальная жара в июле 2010 г. охватила почти все регионы Центрального и часть регионов Приволжского федерального округа, Санкт-Петербург и Вологодскую область на Северо-Западе. В августе территория аномальной жары несколько изменила свою конфигурацию: из центра европейской части сместилась на запад, восток и юг, температура воздуха снизилась в Санкт-Петербурге и Вологодской области. Рекордные значения температур на территориях, попавших в антициклон, регистрировались в течение 7–15 дней, а в Туле, Владимире, Воронеже, Тамбове, Орле, Н. Новгороде, Казани волна жары длилась с интервалами 15-22 дня. В России смертность в июле 2010 г. по сравнению с аналогичным периодом 2009-го увеличилась на 8,6%, в августе — на 27,4%, то есть был прерван положительный тренд снижения смертности в целом по стране, ведь с 2005 по 2009 г. продолжительность жизни при рождении увеличилась на 3,3 года. К сожалению, размещенные на сайте Росстата данные о смертности не позволяют в настоящее время выполнить детальный анализ смертности по отдельным причинам и возрастно-половым группам.

На других территориях (31 субъект Федерации, кроме Москвы) с аномальной жарой смертность увеличилась на 11 тыс. случаев, в том числе на 7,7 тыс. случаев от заболеваний системы кровообращения, причем в наибольшей степени (на 1,5 тыс., или 30%) возросла смертность в Санкт-Петербурге, где среднемесячная температура июля увеличилась на 60С, а также в Брянской и Нижегородской областях. Территории, попавшие в область аномальной жары, по показателю увеличения смертности в июле 2010 г. по сравнению с июлем 2009 г. разделены на квартили (табл. 2.3), и смертность на них возросла на 19,5%.

Таблица 2.3 .

Увеличение смертности в июле 2010 г. по сравнению с июлем 2009 г. на территориях с температурной аномалией [Ревич, 2011а]

Потери населения в августе 2010 г. оказались еще более значительными, чем в июле, что объясняется усилением жары в центральной части (Липецкая, Воронежская, Тамбовская, Рязанская области), Поволжье и на юге России (Ульяновская, Саратовская, Волгоградская, Ростовская области, Калмыкия), распространением жары на Урал и дополнительным воздействием загрязнения атмосферного воздуха, связанного с пожарами (табл. 2.4.). По сравнению с августом 2009 г. в августе 2010-го смертность возросла в целом по стране на 27,4%, в т. ч. на 43 территориях, попавших в температурную аномалию — на 38 тыс. случаев, или на 32,6%. На некоторых территориях смертность от заболеваний органов кровообращения увеличилась в 1,5–2 раза (1 квартиль).

Таблица 2.4.

Увеличение смертности в августе 2010 г. по сравнению с августом 2009 г. на территориях в пределах температурной аномалии [Ревич, 2011а]

Волна жары, продолжавшаяся в первой половине августа 2010 г., привела к наиболее значительному повышению смертности населения ( более чем в 1,5 раза) по сравнению с августом 2009 г. на территории Саратовской, Волгоградской, Липецкой, Воронежской, Ульяновской, Тамбовской, Ростовской, Рязанской областей, республик Мордовия, Татарстан, Чувашия.

Сравнение данных о дополнительном количестве смертельных исходов летом 2010 г. в России, и, в частности, в Москве, с аналогичными данными в других странах и городах свидетельствует об уникальности российской ситуации. На территории европейской части страны с численностью населения 101 млн чел.аномальная жара привела к росту смертности на 54 тыс. случаев (в том числе на 34,5 тыс. случаев от болезней органов кровообращения и на 1,3 тыс. от заболеваний органов дыхания), а наиболее сильная жара в Европе в 2003 г. стала причиной 70 тыс. дополнительных смертей на территории с численностью населения 330 млн чел., т. е. жара в России оказалась опаснее европейской примерно в 2,4 раза. В мегаполисах влияние жары и загрязненного атмосферного воздуха на показатели смертности населения гораздо более выраженно, чем в других городах. Возможно, что среди городского населения областей рост смертности был более значительным, чем в среднем по областям, и с учетом доли городского населения смертность увеличилась примерно на 20-25%. Среди 15 европейских городов, где проводилась оценка влияния волн жары, наиболее высокая дополнительная смертность установлена в таких крупных городах, как Париж, Будапешт, Милан и Рим. Во время жары во Франции в августе 2003 г.смертность в Париже была в тои раза выше, чем других ее городах.

Таким образом, анализ помесячных данных о смертности населения по регионам (по данным Росстата) показал, что дополнительная смертность в июле-августе 2010 г. составила 54 тыс. случаев. В июле на территории 32-х субъектов РФ в пределах ее европейской части (кроме Москвы), где среднемесячная температура превышала многолетнее среднемесячное значение на 60С, смертность увеличилась на 16 тыс. случаев, в том числе на 10,5 тыс. случаев от заболеваний системы кровообращения, причем в наибольшей степени возросла смертность в Санкт-Петербурге — на 1,5 тыс. случаев, или на 30% по сравнению с аналогичным периодом в 2009 г. [Ревич, 2011а]. Потери населения в августе 2010 г. оказались значительнее, чем в июле, что объясняется еще большей жарой в центральных областях европейской части России (Липецкая, Воронежская, Тамбовская, Рязанская области), в Поволжье и на юге России (Ульяновская, Саратовская, Волгоградская, Ростовская области, Калмыкия); распространением жары на Урал и дополнительным воздействием загрязнения атмосферного воздуха, связанного с пожарами. Смертность на территориях 43-х субъектов РФ, где наблюдалась экстремально высокая температура, возросла на 38 тыс. случаев, или на 32,6%. На территориях Волгоградской, Воронежской, Липецкой, Ростовской, Рязанской, Саратовской, Тамбовской, Ульяновской областей, республик Мордовия, Татарстан и Чувашия смертность от заболеваний органов кровообращения увеличилась в 1,5-2,0 раза.

Показанная связь между температурой воздуха и смертностью населения от всех причин в жаркое лето 2010 г. была подтверждена исследованиями в Воронеже, где с ростом температуры воздуха на 10С после порога жары количество смертельных исходов увеличивалось на 3% с лагом от 0 до 4 дней [Механтьев и др., 2013]. После относительно спокойного 2011 г. аномальная жара в июле 2012–2013 гг. вновь наблюдалась на северо-западе страны в Архангельской области, на Урале в Свердловской области, Челябинске и Магнитогорске, Сибири (Новосибирск, Омск, Ханты-Мансийск). На территории РФ в целом за год и во все сезоны продолжается потепление, темпы которого намного превышают среднее по земному шару.

Для России 2018 г. тоже был теплым: средняя за год температура на 1,580 превысила норму 1961-1990 гг. Средняя скорость роста среднегодовой температуры воздуха на территории России в 1976-2018 гг. составила 0,470/10 лет. Это в 2,5 раза больше скорости роста глобальной температуры за тот же период — 0,17-0,18 0/10 лет, и более чем в 1,5 раза больше средней скорости потепления приземного воздуха над сушей земного шара — 0,28-0,29 0/10 лет [Доклад об особенностях.., 2019].

2.4. Климатические изменения и смертность населения российских северных городов

Исследования влияния климатических изменений на показатели смертности населения северных городов были начаты более 10 лет назад в Архангельске, где был реализован междисциплинарный проект ВОЗ под эгидой Минздрава России и Минздрава области. Для России характерно отмеченное еще более 30 лет назад увеличение смертности в северо-восточном направлении. За последние годы эта тенденция не изменилась: среди регионов с наиболее высокой смертностью лидируют многие северные территории. На севере Западной Сибири температура опускается до −440С, в Восточной Сибири — до −560C. В большинстве населенных пунктов при столь холодном климате важное социальное значение имеет стабильность работы систем теплоснабжения. Холодовой дискомфорт — это сложный комплекс физиологических реакций, вызываемых температурным переохлаждением, создающих эффект «холодового напряжения». Формированию этого эффекта наряду с отрицательной температурой способствует сильный ветер и повышенная влажность воздуха. В обычных условиях температурный гомеостаз человека обеспечивается равновесием теплопродукции и теплоотдачи вследствие функционирования регуляторных механизмов тела (более детально см. разделы 1.3 и 3.7). Он реализуется с участием центральной нервной системы путем чередования периодов передачи температурной информации с периодами поиска новых функциональных возможностей адаптации к экстремальным температурным воздействиям. Холодовой дискомфорт — один из факторов риска развития заболеваний органов дыхания, так как длительное воздействие низкой температуры приводит к снижению их адаптационных возможностей. С продвижением на север утяжеляется течение респираторных заболеваний, в том числе частота и тяжесть приступов бронхиальной астмы. Распространенность заболеваний органов дыхания у детей в северных регионах страны выше средних показателей по России в 1,5-2 раза. Описан эффект северной пневмонии, возникающей в результате развития синдрома первичной северной артериальной гипертензии малого круга кровообращения [Куликов, 1986]. Даже в странах с высоким уровнем экономического развития и комфортными условиями в жилищах за счет отопления, кондиционирования, вентиляции или других средств, максимум заболеваемости и смертности приходится на зимний период. Так, в Германии наибольшее количество инфарктов приходится на декабрь-январь, в Великобритании пик смертности в середине зимы превышает этот показатель в июне примерно на 30% [Исаев, 2003].

Для выявления действия волн жары и холода на фоне регулярных сезонных изменений смертности проведен анализ ежедневных показателей смертности и температуры для четырех северных городов за девятилетний период 1999-2007 гг. — в Мурманске (318 тыс.), Архангельске (355 тыс.), Якутске (246 тыс.) и Магадане (100 тыс.) [Варакина и др., 2011; Revich, Shaposhnikov, 2010а].

Всего в этих городах изучено 29 холодовых волн (18 коротких и 11 длительных) и 29 тепловых волн (16 коротких и 13 длительных) и получены оценки относительного риска смертности, т. е. отношения реально наблюдавшейся смертности в период волны к ожидаемому значению для данных календарных дат. В каждом городе отдельно для холода и для жары рассчитаны средние значения рисков во время коротких волн (5-7 дней), во время длинных (8 и более дней) и во время всех волн (5 и более дней). Среди показателей смертности изучались следующие: от всех внешних и от всех естественных причин, а также отдельно такие группы причин, как ИБС, цереброваскулярные болезни и заболевания органов дыхания. Кроме этого, анализ проводился отдельно для возрастной группы от 30 до 64 лет и свыше 64 лет.

Таким образом, в четырех городах выполнен анализ шести ансамблей волн и десяти показателей смертности, для каждого из которых получены оценки относительных рисков смертности и соответствующие им стандартные ошибки. Во время холодовых волн статистически достоверный (на 95%-ном уровне) прирост смертности отмечен для семи показателей, а во время тепловых волн — всего для двух (цереброваскулярных болезней, включая инсульты, в возрастной группе старше 64 лет и для смертности от всех внешних причин в возрастной группе 30-64 лет).

В северных городах волны холода оказывают более сильное влияние на уровень смертности населения, чем волны жары. Общее число полученных статистически достоверных рисков для десяти анализировавшихся показателей было больше для холода, чем для жары. Для холодовых волн статистически достоверно относительный риск более 1,0 (с 95%-ными доверительными интервалами) отмечен в пяти случаях, а для тепловых волн — всего в двух (для цереброваскулярных болезней, включая инсульты, в возрасте старше 65 лет и для внешних причин смерти в возрасте 30-64 лет).

Длительные волны холода сильнее влияют на уровень смертности, чем короткие. В отношении волн жары можно сделать противоположный вывод: короткие волны жары в северных городах оказывают более сильное влияние на уровень смертности, чем длительные волны жары. Возможное объяснение этому — «эффект жатвы»: во время длительных тепловых волн избыточная смертность в конце длительной волны компенсируется «эффектом жатвы» — краткосрочным смещением смертности в начале волны.

От волн холода в наибольшей степени страдают лица пожилого возраста. В частности, было показано, что относительный риск смертности от инфарктов и от всех естественных причин для пожилых людей оказался выше, чем для работоспособной возрастной группы. Во время волн жары не было выявлено статистически достоверных значений риска среди разных возрастных групп.

Результаты анализа, проведенного для четырех северных городов, позволяют сравнить значения относительного риска смертности от ИБС и цереброваскулярных заболеваний. Относительный риск смертности от цереброваскулярных заболеваний (преимущественно инсульты) выше, чем от инфарктов, однако разность между этими рисками статистически недостоверна. Относительный прирост всей естественной смертности меньше прироста смертности от инфарктов и инсультов. При этом почти весь прирост естественной смертности обусловлен приростом смертности от сердечно-сосудистых заболеваний. Относительный риск смертности от внешних причин был статистически достоверен только для возрастной группы 30-64 лет. При этом было показано, что относительный риск смертности от внешних причин гораздо больше во время тепловых волн, чем холодовых.

Для ряда европейских городов определен температурный порог, выше которого смертность населения начинает расти. Для Хельсинки он составляет +23,60 С, для средиземноморских городов он существенно выше и в среднем составляет +280С. Предварительные результаты отмеченного в начале раздела международного проекта свидетельствуют о том, что увеличение температуры на 10С выше порога приводит к увеличению смертности населения на 1,8-3,0% (без учета внешних причин). Это согласуется с данными для Твери и Москве [Ревич и др., 2005, 2008].

В настоящее время разработаны различные сценарии возможных глобальных изменений климата в XXI веке, различающиеся, главным образом, степенью антропогенного усиления парникового эффекта (уровнями выбросов парниковых газов) [Второй оценочный..., 2014]. Для каждого сценария возможна оценка дополнительной смертности, если известны зависимость смертности от температуры и сценарий динамики численности населения. Так, например, по одному из сценариев, к 2080 г. в Лондоне дополнительная смертность в возрасте 75+ лет может достигнуть 9 тыс. случаев в год, причем большая часть случаев может быть связана с низкими температурами. По другим оценкам, в зоне умеренного климата уменьшится негативное влияние холодовых волн, но увеличение связанной с жарой смертности перевесит ее снижение, связанное с холодовыми эффектами, особенно в странах с низким уровнем доходов и ограниченным адаптационным потенциалом [Wilkinson et al., 2007].

Для более детальной оценки изменений уровней смертности в связи с возможными изменениями температурного режима используются региональные климатические модели, сопряженные с глобальными. В частности, таким методом были получены оценки изменения сезонной и годовой смертности для трех городов канадской северной провинции Квебек: в связи с потеплением климата к 2020 г. можно ожидать увеличение летней смертности на 2%, а среднегодовой — на 0,5% [Doyon et al., 2008]. При этом к 2080 г. можно ожидать увеличения летней смертности на 10%, а среднегодовой — на 3%. Для Нью-Йорка получены оценки дополнительной смертности, обусловленной жарой в летние месяцы, согласно которым к 2050 г. можно ожидать рост смертности, связанной со стрессом из-за жары, на 47-95% по сравнению с уровнем 1990-х гг. в зависимости от сценариев выбросов парниковых газов и акклиматизации населения к жаре [Knowlton et al., 2007]. Согласно [Knowlton et al., 2007], за счет акклиматизации населения к жаре возможно снижение ожидаемого относительного прироста дополнительной смертности на четверть.