将AIRPACT5预报模型扩展至第3天，并评估2023-2024年冬季、春季和夏季期间PM2.5及臭氧的预测情况

《Atmospheric Environment》：Extension of AIRPACT5 Forecasting to Day3 and Evaluation of PM 2.5 and Ozone Predictions Across Winter, Spring and Summer (2023-2024)

本研究基于河南省2013-2019年121个县区数据，通过准泊松广义加性模型分析发现，高温与臭氧协同暴露显著增加死亡率，且对老年、女性及心肺疾病患者影响更甚。

　　

董丁|康凯|李少芳|邢天芳|杨文杰|孙柳桥|刘新新|陈瑶|薛明毅|于增丽|高展

中国郑州大学第五附属医院

摘要

背景

全球极端高温事件和臭氧污染事件的频率不断增加，显著加剧了公共卫生风险。然而，关于这两种因素协同影响的实证证据在中国中部地区仍然有限。

方法

本研究使用河南省121个县（2013–2019年）的数据进行了两阶段分析。采用准泊松广义加性模型来评估各县的特定关联，同时考虑了PM₂.₅、相对湿度和时间趋势的调节作用。通过乘法交互项捕捉了气温（非线性）和臭氧（线性）的联合效应。应用随机效应元分析来整合研究结果。亚组分析考察了年龄、性别、婚姻状况和死因的差异。

结果

在研究期间，共记录了1,280,429例死亡病例。高温和高臭氧水平都与死亡率增加有关。它们的联合效应比单独暴露更强。在高臭氧水平下，当温度分布在第75百分位到第99百分位之间时，死亡率增加了2个百分点（从9.3%增加到11.3%）。在高温条件下（31.4°C，第90百分位），臭氧浓度每增加10 μg/m³，死亡率增加0.94%（95%置信区间：0.49%–1.38%）。老年人、女性、其他婚姻状况（包括未婚、离婚或丧偶者）以及患有心血管或呼吸系统疾病的人更容易受到其影响。

结论

高温和臭氧协同作用增加了死亡风险。需要采取有针对性的干预措施来保护气候变化下的脆弱群体。

引言

在气候变化的背景下，极端高温事件变得更加频繁、持续时间更长、强度也更大，从而对公共卫生构成了重大且日益严重的威胁，并增加了与热相关的死亡风险（Rai等人，2023；Royé等人，2020；Zhao等人，2021）。据估计，2000年至2020年间，全球变暖导致欧洲每百万人中有15.1例与热相关的死亡病例（Romanello等人，2022）。同样，长期的国家评估也记录了中国各地与热相关的死亡病例显著增加，2010年代每年约有15,500例死亡病例，其中山东省、河南省和河北省的热浪导致的死亡人数最多（Chen等人，2022）。如果不对极端高温采取全面有效的缓解和适应措施，预计在未来变暖情景下，与极端高温相关的公共卫生负担将大幅增加（Romanello等人，2022）。

气候变化和空气质量相互影响，高温会促进臭氧浓度的升高（Kinney，2018）。高温可以加速VOC和NOx的光化学反应，从而导致对流层臭氧的增加（Pfannerstill等人，2024）。先前的研究一致表明，对流层臭氧（O₃）浓度每升高1°C，浓度会增加4.12–5.40亿分之一（ppb）（Gong等人，2022）。臭氧浓度的增加又会导致正的辐射强迫，进一步推高温度，从而在这两个过程之间形成正反馈循环（Dang和Liao，2019；Wang等人，2024）。从生物学角度来看，这种相互作用是合理的，因为个体对臭氧暴露的敏感性可能随温度变化（Ren等人，2008；Westervelt等人，2019）。高温和臭氧暴露与死亡风险增加有明确的关联，它们的潜在交互或协同效应可能会进一步恶化健康结果（Gao等人，2023，2025；Gong等人，2024）。尽管科学界对这些相互作用越来越感兴趣，但中国中部内陆地区的实证证据仍然很少，特别是使用长期、高分辨率环境和死亡数据集的研究。

尽管美国、欧洲和中国东部进行了许多多城市或全国性的研究来探讨热与臭氧的相互作用，但大多数研究依赖于相对较短的时间序列、单一城市设计或有限的暴露指标，导致研究结果不一致（Fu等人，2023；Linares等人，2025；Qi等人，2023；Stafoggia等人，2023）。此外，现有文献中存在显著的地理差异。特别是中国内陆地区的证据仍然不足，尽管这些地区的臭氧污染正在迅速增加，且其大陆性气候特征与沿海地区有显著不同（Zheng等人，2023；Zhu等人，2024）。河南省就是一个例子：由于人口众多、城市化迅速以及明显的城市热岛效应，该地区的近地面温度显著升高，夏季臭氧污染也日益严重（Shenglan等人，2024）。这些区域差异突显了生成与当地情况相关的数据的重要性，以便更好地理解像河南省这样研究不足的内陆地区的热与臭氧相互作用。

本研究利用2013年至2019年在河南省收集的每日死亡数据，通过两阶段分析框架系统地探讨了高温和臭氧暴露如何共同影响全因死亡率。此外，我们还按性别、年龄、婚姻状况和死因对不同亚群体进行了敏感性评估。通过将长期死亡数据与高分辨率的环境暴露数据相结合，本研究对中国一个主要内陆地区的温度-臭氧相互作用进行了全面评估。这项研究为评估高温和臭氧的健康风险提供了可靠且具有地方相关性的科学证据，并支持基于证据的卫生措施的发展。

数据收集

死亡数据来自河南省疾病控制与预防中心（CDC）的死亡登记系统，这些数据基于河南省的158个县级行政区划，通过合并同一 prefecture-level 城市内的城区来减少暴露分类错误。死亡数据为2013年至2019年夏季月份（5月至9月）的全因死亡每日计数。

结果

在研究期间，共记录了1,280,429例死亡病例。其中，59.2%（757,767例）为男性，40.8%（522,474例）为女性。老年人（≥65岁）占死亡病例的多数，占68.9%（882,762例），而0–64岁年龄段占31.1%（397,667例）。心血管疾病是主要死因，占所有死亡病例的52.1%，其次是呼吸系统疾病（6.3%）。在婚姻状况方面，68.9%（881,612例）

讨论

本研究显示，在河南省的温暖季节，同时暴露于高温和高臭氧浓度会显著增加人类死亡风险。这与之前多项研究的结果一致（Basu，2009；Dominski等人，2021；Song等人，2017；Vicedo-Cabrera等人，2020）。环境压力因素（包括空气污染和极端高温）存在于环境中，了解它们对健康结果的协同效应非常重要

CRediT作者贡献声明

董丁：撰写——初稿、可视化、验证、软件、方法论、调查、数据管理、概念化。康凯：撰写——审稿与编辑、验证、监督、资源提供、调查、数据管理、概念化。李少芳：撰写——审稿与编辑、监督、资源提供、方法论、调查、数据分析。邢天芳：撰写——审稿与编辑、验证、监督、资源提供、方法论、调查、数据管理

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。

致谢

本研究得到了河南省卫生健康委员会的重点省部共建项目（项目编号：SBGJ202402073）和河南省重点研发计划（项目编号：251111314800）的支持。