环境舒适度与儿童支气管哮喘日门诊人数时间序列关系研究

背景支气管哮喘(简称哮喘)是一个全球性的主要健康问题,环境气象条件变化是其重要触发因素。目的评价石家庄环境舒适度对儿童哮喘日门诊量的影响。方法收集2012—2015年河北省儿童医院儿童哮喘门诊的患儿资料,2012—2015年石家庄的日平均气温(T)、相对湿度(RH)、风速(F)、气压(AP)、降水(R)由河北省气象信息中心提供,2013—2015年PM2.5、二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)日均浓度资料由河北省环保局提供。通过泊松分布的广义相加模型(GAM)分析环境舒适度与儿童哮喘日门诊人数的时间序列关系。采用平滑样条函数控制年变化、季节效应、节假日效应,消除F、AP和大气污染物PM2.5、SO2、NO2浓度对儿童哮喘的混杂影响,计算相对于舒适等级,其他冷热不舒适等级对儿童哮喘门诊人数的相对危险度(RR)及95%可信区间(95%CI)。根据赤池信息量(AIC)最小准则,确定入选各因子的自由度(df)及最佳滞后时间。结果入选哮喘患儿38429人次;儿童哮喘日均门诊人数(28.2±18.1)人次,冬季较多,夏季较少;冬夏气温相差悬殊;2013—2015年大气污染监测显示冬季PM2.5浓度较高,其次是秋季。相对于舒适,体感寒冷对男、女、0~6岁儿童哮喘门诊人数增加的风险均居于第一位。极热不舒适对儿童哮喘门诊人数增加的RR(95%CI)为1.01(0.91,1.12),其他热不舒适未发现风险增加。冷不舒适对儿童哮喘门诊人数影响在滞后3d效应值最大。热不舒适对儿童哮喘门诊人数影响在滞后3d效应值最大。结论舒适度等级对儿童哮喘日门诊人数有影响,以冷不舒适等级效应为主,热不舒适等级效应为辅,根据气象部门舒适度预报,可对儿童哮喘的防御提供帮助。

积温效应在电力日峰谷负荷中的应用及检验

从电力气象服务需求出发,利用2001—2010年5—9月河北省南电网逐日电力日峰负荷、日谷负荷与对应时间的气象资料,探讨晴热天气和闷热天气对电力日峰负荷、日谷负荷的影响特征。分析发现持续3d以上的闷热天气相对晴热天气使电力日峰负荷、日谷负荷增长更显著;日最高气温32℃是引起河北省南电网日峰负荷增长的初始气温敏感点,35℃为强气温敏感点,38℃为极强气温敏感点,日最低气温25℃为引起日谷负荷增加的敏感气温临界点;建立了引入积温热累积效应的日峰负荷、日谷负荷多元回归气象预测模型,经2011—2013年应用检验,日峰负荷、日谷负荷预测平均相对误差分别为4.8%和3.5%,提高了预测准确率,对电力调度具有参考价值。

雷雨大风与河北电网灾害特征分析

利用1983—2008年26年河北省灾情直报数据资料,统计分析大风灾情记录及大风灾害对河北电网设施损坏的时空分布特征。结果表明:(1)7～12级大风是造成电网安全事故的主要灾害性大风;(2)大风灾害致电网安全事故年变化存在显著差异,最多高达43起/年,最少年仅为2起/年;(3)月分布呈显著的单峰曲线变化,6 8月为大风灾害电网安全事故高峰期,占全年大风灾害总次数的83%;(4)空间分布极不均匀,燕山南麓、太行山东麓以及沿海地区是电网灾害事故相对多发区域;(5)通过典型个例分析、成因分析,提出灾害性天气服务对策,为加强河北省电力行业气象服务及防灾减灾提供参考。

煤气中毒事件气象条件初步分析

利用河北省疾病预防与控制中心提供的2006、2007年冬季采暖期石家庄非职业性煤气中毒病例数据,采用相关分析的方法,从大尺度天气形势、气象要素变化两方面分析了发生煤气中毒事故与气象条件的关系。结果表明:(1)煤气中毒事件主要发生在夜间到早晨时段,特别是最寒冷的12月、1月是煤气中毒的多发季节;(2)风速小(1～2级)、近地面层有逆温、气温变化不大(±3.0℃之内)、有雾霾等气象条件,不利于污染物扩散,易发生煤气中毒;(3)500hPa高空处于偏西气流、西来槽、高空槽等环流形势下,地面受低压类、均压类、高压底部等天气系统影响,不利于一氧化碳气体扩散,发生煤气中毒的可能性大,在预报服务中应重点考虑。

河北省森林火险预报模式的改进及应用

采用数理统计的方法,增加了MODIS卫星遥感监测的土壤湿度和热源点预报因子,对河北省气象局原有的森林火险预报模式进行了改进,针对不同区域分别建立了森林火险预报模式,并对2012年河北省森林火灾实际发生情况进行了分析和应用效果检验。结果表明,2012年防火期,实况出现火灾,改进的火险模式预报森林火险气象等级5级为预报完全正确比率达66.3%;预报火险气象等级为4级(高度火险)及以上的正确率达83.1%;预报火险气象等级为3级(中度火险)及以上的正确率达98.8%;在所有的预报样本中,森林火险气象等级预报5级,但实况没有出现火灾的空报率为6.8%。检验结果显示,改进后的森林火险预报模式的应用效果更接近实际情况。

石家庄市非职业一氧化碳中毒气象因素分析

目的探讨气象因素对非职业一氧化碳中毒的影响,提出相关的气象防范指标。方法选用石家庄17个县市2006年、2007年冬季采暖期非职业一氧化碳中毒数据303个样本,与对应时段气象要素进行统计分析。结果12月、1月、2月是非职业一氧化碳中毒的多发季节;冬季的早晨7~10时是一氧化碳中毒多发时段,占全天中毒事件的47.2%;风速小（1到2级）、气温变化不大（±3.0℃之内）、有雾霾等气象条件下,易发生一氧化碳中毒。结论在不利于污染物扩散的气象条件下,要特别注意室内通风,谨防一氧化碳中毒。

气象条件对石家庄PM_(2.5)浓度的影响分析

利用2013~2014年石家庄逐小时PM2.5监测浓度与地面及探空等气象观测资料,从大气的垂直扩散、水平扩散和地面局地环流等方面,探讨气象条件对PM2.5浓度的定量影响关系。结果表明：（1）石家庄PM2.5浓度具有明显的日、月和季节变化特征,早晨08时前后PM2.5浓度最高,下午16时前后浓度最低;冬季PM2.5浓度最高,夏季最低;（2）2 a共出现485 d逆温,其中10~12月出现频率最多,达82.8%~86.2%,逆温致使低层大气垂直运动受阻,不利于污染物扩散;（3）大气混合层高度与PM2.5浓度呈反相关,PM2.5浓度〈75μg/m3（空气质量优良）,对应大气混合层高度平均为1 448 m,而PM2.5浓度≥150μg/m3（空气重污染）的混合层高度降到878 m;（4）受地形影响,石家庄地面风与边界层附近风对污染物的影响明显不同：925 h Pa西南风、地面偏东风不利于污染物扩散;925 h Pa西北风、地面偏西风有利于污染物浓度降低。925 h Pa风速〉4 m/s、地面偏西风风速〉2 m/s、地面偏东风风速〉3 m/s,有利于污染物扩散;（5）降水对污染物有湿清除作用,清除量不仅与降水量有关,还与前期PM2.5浓度有关,且冬季降雪过程对PM2.5的清除作用是降雨的4倍。

气象条件对电力负荷的影响分析

利用河北省南电网提供的2000-2006年逐日最大电力负荷资料，分析了日最大电力负荷的变化规律。以石家庄市为例，采用相关分析方法，分年逐月分析了日最大电力负荷与对应6个气象因子的相关性，得出不同时段电力负荷的主要气象影响因子；分析了6～9月和11月受气温影响显著月电力负荷的1℃效应量、3～8月10mm以上降水量对电力负荷的影响变化率；采用多元回归的方法分时间段建立了最大电力负荷的气象预测方程，加上逐年电力负荷变化趋势项即可做电力负荷预测预报。

河北省霾日变化及成因

利用1981—2010年河北省142个气象站地面观测资料,按照霾的观测和预报等级行业标准,分析河北省霾日空间分布特征,以石家庄为例对多霾日成因进行探讨。结果表明:河北省霾日主要分布在太行山东麓地区,霾日大值中心随时间范围扩大,日数呈增加趋势;典型代表站霾日随时间呈增加、减少和平稳变化3种趋势,单站变化差异明显;河北省霾日主要以能见度大于5 km轻微霾为主,代表站中度和重度霾日季节变化显著,64%以上出现在秋冬季节;霾的形成是多种因素综合作用的结果,区域霾日分布主要与地理环境有关,逆温层、风速、相对湿度、年降水日数与霾的形成有关。此外,地方经济发展和人类社会活动对大气污染物的排放起一定作用。

1961～2010年河北省地面风变化特征及成因探讨

利用1961~2010年河北省73个地面气象站风观测资料,结合NCEP/NCAR（2.5°×2.5°）月平均再分析资料和国家气候中心下发的环流指数,采用线性趋势拟合方法,分析地面风速的空间分布以及风速和最大主风向风频的时间变化特征,并对风速减小的成因进行探讨。结果表明：空间上风速呈东北西南向带状分布,依次有大、小、大3个风速带。年平均风速呈减小趋势,减小速率为0.207 m·s-1/10 a;3.0 m/s以下的风速日数呈明显增加趋势,8.0 m/s以上的日数呈显著减小趋势,3.0~8.0 m/s风速的日数没有明显变化趋势。代表站最大主风向为偏南风,最大主风向风频平均每年增加0.54 d。风速的减小与1980年代以后影响我国的环流经向度减小、西风指数增加有关,也与城市化效应的影响有关。

气温与臭氧协同作用对COPD住院人数的影响

为评价气温与臭氧(O3)协同作用对慢性阻塞性肺病(COPD)住院人数的影响,采用广义相加模型(GAM)、平滑曲线阈值效应和饱和效应方法,在控制了时间序列长期趋势、季节效应、节假日效应和相对湿度、污染物PM2.5、SO2、NO2浓度混杂因素的影响后,分析了2013~2016年石家庄市气温与O3协同作用对COPD住院人数影响的暴露-反应关系,并考虑了不同年龄、性别的分人群效应.结果表明,日平均气温的阈值为0.3,19℃,O3的分层临界值100μg/m^3;当O3≥100μg/m3时,随着气温每上升1℃,COPD日均住院人数增加的相对危险度1.042(95%:1.020,1.065),并且在T≥19℃时其效应值最大,为1.084(95%:1.048,1.121).较高气温、高O3污染环境对COPD疾病人群的影响存在协同加强效应,且对老年人影响更敏感,而男女性别上没有显著差异.

石家庄地区气温对慢性阻塞性肺病住院人数的影响

利用2013年1月1日至12月31日石家庄地区慢性阻塞性肺病住院病例资料和同期石家庄站地面气象观测资料、大气污染监测数据,采用广义相加模型控制时间趋势和大气污染混杂效应,定量分析气温对慢性阻塞性肺病住院人数的影响。结果表明:24 h变温(BT)、滞后3 d的最低气温(T_(min)3)和滞后5 d的气温日较差(Tc5)3项指标对石家庄地区慢性阻塞性肺病住院人数均有不同程度的影响,当-4.4℃<BT≤-0.7℃、-3.6℃<T_(min)3≤3.2℃和T_(min)3>20.5℃、0.9℃<Tc5≤8.6℃时,BT、T_(min)3和Tc5等3项指标每上升1.0℃,慢性阻塞性肺病发病住院的相对危险度RR分别为1.0207(95%CI:1.0074—1.0342)、1.0118(95%CI:1.0015—1.0222)和1.0069(95%CI:1.0005—1.0133)、1.0125(95%CI:1.0066—1.0185),本文研究结果对石家庄地区慢性阻塞性肺病的气象预报服务具有一定的指导意义。

河北省致电网事故的气象灾害特征及风险评价

利用1983~2008年河北省灾情直报数据,对造成河北电网安全事故的气象灾害进行统计。大风、暴雨、雷电是造成河北省电网安全事故的主要气象灾害,占事故总数的98.5%。致电网安全事故的气象灾害主要出现在夏半年5~9月,且年变化显著。应用气象灾害风险指数方法,对与电网事故有关的气象灾害进行风险评价,分为高、中、低3个风险等级。结果表明：致电网事故的气象灾害高风险区集中在燕山南麓的唐山和太行山东麓北段的保定;中度风险区出现在太行山东麓中南段的邢台、邯郸,还有沿海的沧州地区。中高风险区主要集中在受地形影响局地强对流天气较多的区域,还有沿海多大风的地区。

河北石家庄地区气温对儿童哮喘病就诊人数的影响

哮喘是儿童常见的呼吸道慢性炎症疾病,且受天气影响容易复发。为探讨气温对儿童哮喘的影响,提供分众化、针对性的预报服务,采用基于时间序列半参数广义相加模型(GAM),在控制时间趋势、气压、相对湿度等混杂因素影响后,分析2012—2014年石家庄地区气温与0—14岁儿童哮喘就诊人数的暴露—反应关系。结果发现:石家庄儿童哮喘高发年龄为0—6岁(婴幼儿),占76.5%;男性儿童占70.2%,明显多于女性;儿童哮喘就诊总人数冬季最多,其次是春秋季节转换时期,夏季最少;不同年龄段儿童哮喘表现特征有所不同:0—6岁的婴幼儿哮喘受寒冷影响更明显,7—14岁少儿哮喘对炎热反应敏感;日平均气温(T)对儿童哮喘就诊人数的影响指标为:当2.9℃<T≤12.8℃时,T每上升1℃,儿童哮喘发病就诊总人数将增加3‰;男、女不同性别的儿童哮喘受气温影响没有明显差异;0—6岁婴幼儿、7—14岁少儿哮喘受气温的影响不同:当1.7℃<T≤14.5℃和T>21.0℃时,随着T每上升1℃,7—14岁少儿哮喘发病就诊人数将增加5‰和4‰,对气温的敏感性高于0—6岁的婴幼儿。

河北省低能见度事件特征分析

利用1981—2010年河北省99个地面气象站资料,分析河北省低能见度事件变化特征,为河北环境保护及综合治理提供参考。结果表明:低能见度事件地理分布呈北少南多特点,冀北高原少,太行山东麓、燕山南部地区多,低能见度出现频次排在前6位的站点都集中在太行山东麓;20世纪80年代低能见度频次相对较少,90年代迅速增长,2000年后随着对环境保护的重视,低能见度出现频次有所下降;12和1月低能见度出现频次明显偏多,占全年总频次的37.9%,5和6月低能见度出现频次较少,约占全年的5%,季节变化明显;低能见度变化增加趋势的站点主要分布在太行山东部和唐山、张家口东南部,经济工业相对比较发达且交通便利地区,呈现减少变化趋势的站点主要分布在冀北高原、衡水经济工业相对滞后地区,秦皇岛、沧州沿海一带也呈减少趋势;相对湿度与能见度有显著的负相关,小于2km的低能见度主要出现在相对湿度>80%的天气,5 km以上的低能见度主要出现在相对湿度<60%的天气条件下。

石家庄高温、热浪和闷热天气对心脑血管疾病死亡人数的影响

评价高温、热浪、闷热不同热感天气暴露对心脑血管疾病死亡人数的影响。采用广义相加模型(GAM)、平滑曲线阈值效应方法,在控制了时间序列长期趋势、季节效应、节假日效应的混杂影响后,分析了2010—2016年的6—8月石家庄高温、热浪、闷热不同热感天气暴露对心脑血管疾病死亡人数的影响,并分析了男女性别的分人群效应。研究期间收集到心脑血管疾病死亡总计6552人,日均死亡10.2人,日死亡最多为40.0人。对应期间出现高温日98 d,热浪日58 d,闷热日79 d。相对于非高温、热浪、闷热日,高温、热浪、闷热天气对心脑血管疾病死亡人数影响的相对危险度分别为1.086(95%置信区间(95%CI):1.013—1.164)、1.252(95%CI:1.101—1.442)、1.100(95%CI:1.020—1.185),其最大滞后效应分别为3 d、1 d、0 d,对应死亡人数增加的风险分别为12.2%、31.8%、10.0%,且对女性的影响风险均大于男性。高温、热浪、闷热天气均可导致心脑血管疾病死亡风险的增加,归因滞后1 d热浪死亡的风险最大,归因闷热天气死亡的风险未发现滞后效应,建议依据不同热感天气有针对性地建立健康风险管理和应对机制。

河北省北部中雨后的强沙尘暴成因分析

本文利用常规观测资料和数值模拟的方法,对2002年4月6日发生在河北省北部中雨后紧接着出现的强沙尘暴天气过程进行了分析和诊断。结果表明:强冷空气爆发南下、致使斜压能量释放、地面气旋发展是有利于本次沙尘暴天气产生的大尺度背景;高空急流的高度迅速下降代表了动量下传,这是形成大风,产生沙尘暴的动力原因;在高空急流下方,日间湍流加强,湍流涡旋的下沉气流也是沙尘暴形成的动力因子,农谚称它是"刮地风",可见其机制作用;降水结束后,天气转晴,并出现6～7级西北风,在西北大风出现6个多小时的短时间内就能迅速使土表蒸发变干出现沙尘暴。