امروز:شنبه, ۱۵ اردیبهشت , ۱۴۰۳
زمان انتشار : چهارشنبه, اسفند 28ام, 1398 | پرینت مطلب |سید اسعد حسینی| بازديد: 941 بار

تحلیل دما، رطوبت و عرض جغرافیایی به منظور پیش بینی گسترش COVID-19

بسیاری از بیماری های عفونی در بروز خود الگوی فصلی را نشان می دهند. ویروس آنفلوانزا نوسان فصلی قابل توجهی را در مناطق معتدل جهان نشان می دهد اما با این وجود نوسان فصلی کمتری را در مناطق گرمسیری نشان می دهد برای توضیح این تغییر، درک فعلی ما از این پدیده هنوز ناقص است.

بیماری کووید ۱۹ (COVID-19) ، ناشی از SARS-CoV-2، در ابتدا در یک سری از بیماران مبتلا به ذات الریه پنومونی ناشی از بیماری ناشناخته در استان هوبی چین مورد توجه قرار گرفت و متعاقباً به بسیاری از مناطق دیگر جهان گسترش یافت.

بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش از ۱۰ مارس ۲۰۲۰ ، انتقال قابل توجهی از جامعه در یک الگوی مداوم شرقی- غربی رخ داده است. در ابتدا، مرکز جدید بیماری تقریباً در امتداد عرض جغرافیایی ۳۰ تا ۵۰ درجه شمالی  و در کره جنوبی، ژاپن، ایران و شمال ایتالیا بود (شکل ۱). پس از ظهور غیر منتظره شیوع گسترده در ایران، ما ابتدا این نقشه را در اواخر فوریه تهیه کردیم. از آن زمان ، مناطق جدید با انتقال اجتماع قابل توجه شامل شمال غربی ایالات متحده ، اسپانیا و فرانسه است (شکل ۱). قابل ذکر است، در همین زمان، COVID-19 نتوانست به طور قابل توجهی در کشورهایی که بلافاصله در شمال (مانند روسیه و مغولستان) و جنوب چین گسترش یافته اند، پخش شود. تعداد بیماران و مرگ و میرهای گزارش شده در جنوب شرقی آسیا در مقایسه با مناطق معتدل که در بالا ذکر شد بسیار کمتر است.

تجزیه و تحلیل بیشتر با استفاده از دمای ارتفاع ۲ متر از سال ۲۰۲۰ نتایج مشابهی را به همراه داشت (شکل ۲). در ماه های ژانویه سال ۲۰۲۰ در ووهان و فوریه ۲۰۲۰ در سایر شهرهای آسیب دیده، در اندازه گیری میانگین دما (۴-۹ درجه سانتیگراد در ایستگاه های هواشناسی فرودگاهی) شباهت چشمگیری مشاهده شد. میانگین دما از مدت ۲۰ تا ۳۰ روز قبل از انتشار نخستین مرگ و میر در این منطقه، دمای مشابهی نشان داد (۳-۹ درجه سانتیگراد در ایستگاه های هواشناسی فرودگاهی). از آنجا که دمای شهرها به دلیل اثر شهری اندکی بیشتر از فرودگاه­هاست ، ۱۳ مورد در محدوده تخمینی ۵-۱۱ درجه سانتیگراد قرار دارند. علاوه بر برخورداری از دمای متوسط ​​مشابه ، این مکانها مشترکاتی را نیز به نمایش می گذارند که زمان وقوع شیوع همزمان با چرخه دمای سالانه و دمای نسبتاً پایدار در مدت زمان یک ماه یا بیشتر همراه است. این شهرها دارای رطوبت نسبی متغیر (۸۴-۴۴ درصد) اما به طور ثابت دارای رطوبت ویژه (۳-۶ گرم در کیلوگرم) و رطوبت مطلق (۴-۷ گرم در متر مکعب) بودند. مشخصات ترکیبی از داشتن دمای متوسط ​​پایین و رطوبت ویژه ، از ۱۰ مارس سال ۲۰۲۰ کل شهرهای دارای شیوع قابل توجه در شکل (۳) آورده شده است.

 

با توجه به گسترش زمانی بین مناطقی که دارای دما و عرض جغرافیایی مشابهی هستند، می توان پیش بینی هایی راجع به گسترش جامعه بالقوه COVID-19 در هفته های آینده انجام داد. با استفاده از داده های دمای ۲۰۱۹ برای ماه مارس و آوریل ، پیش بینی می شود خطر گسترش آن بر مناطقی که در شمال مناطق فعلی در معرض خطر هستند، تأثیر بگذارد (شکل ۴)؛ که می تواند شامل (از شرق به غرب) منچوری، آسیای میانه، اروپای شرقی، اروپای مرکزی ، جزایر بریتانیا ، شمال شرقی و نیمه غربی ایالات متحده و بریتیش کلمبیا باشد.

توزیع شیوع قابل توجه جامعه در طول و عرض جغرافیایی محدود ، دما و رطوبت با رفتار یک ویروس تنفسی فصلی سازگار است. ارتباط بین دما و رطوبت در شهرهای آسیب دیده با COVID-19 سزاوار توجه ویژه است. در بررسی ها بین میانگین دما (۵-۱۱ درجه سانتیگراد) و رطوبت نسبی (۴۴-۸۴ درصد) در شهرهای آسیب دیده و شرایط آزمایشگاهی شناخته شده که منجر به بقاء کروناویروس می شود (۴ درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی۲۰-۸۰ درصد) شباهت وجود دارد. زمانی که ما این نتایج را نوشتیم، مراکز جدید شیوع قابل توجهی در جامعه شامل بخش هایی از آلمان و انگلیس است که همگی در ژانویه و فوریه ۲۰۲۰ دمای بین ۵ تا ۱۱ درجه سانتیگراد مشاهده کرده اند.

دما و رطوبت فاکتورهای شناخته شده در بقای SARS-CoV ، MERS-CoV و آنفلوانزا هستند. علاوه بر این، شیوع های جدید در دوره های طولانی مدت در این دما رخ داده است، شاید این امر به افزایش خطر شیوع بیماری با شرایط طولانی در این دامنه اشاره داشته باشد. علاوه بر طولانی شدن نیمه عمر و زنده ماندن ویروس، سایر مکانیسم های بالقوه مرتبط با دمای سرد و رطوبت کم شامل تثبیت قطرات و افزایش انتشار در مخاط بینی می شود، همانطور که در سایر ویروس­های تنفسی نشان داده شده است. توجه داشته باشید که حتی مناطق سردتر در عرض های جغرافیایی شمالی نیز نسبتاً عاری از COVID-19 بوده اند و به حداقل دامنه بالقوه برای دما اشاره می کنند، که می تواند به دلیل جلوگیری از چرخه یخ زدگی باشد که می تواند بر زنده ماندن ویروس یا سایر عوامل تأثیر بگذارد (حداقل یک کرونا ویروس انسانی آزمایش شده مقاوم در برابر انجماد است). اگرچه بیشتر مطالعات بر رطوبت نسبی متمرکز شده اند، اما این می تواند تحت تأثیر دما باشد ، بنابراین رطوبت ویژه (اندازه گیری رطوبت مطلق) برای کنترل این متغیر استفاده می شود. محققان دریافته اند که رطوبت ویژه پایین عامل اصلی انتقال آزمایشگاه آنفولانزا  و همچنین بروز آنفولانزای فصلی در ایالات متحده است.

با توجه به مدل ساده شده ما، طی دو ماه آینده ، درجه حرارت به طرز چشمگیری در بسیاری از مناطق در نیمکره شمالی افزایش می یابد، که به طور بالقوه بسیاری از مناطق را در معرض خطر قرار می دهند. با این حال ، مدل فعلی اثر دمای پیش بینی یا رطوبت ویژه را که در مدل های آینده گنجانده شده است، در نظر نمی گیرد. مناطقی به سمت شمال که دارای پروفیل های دما هستند نسبت به مناطق فعلی که در معرض خطر قرار دارند ممکن است فقط با گذشت سریع گرما آنها را انجام دهند (به استثنای مناطقی مانند شمال غربی ایالات متحده و بریتیش کلمبیا ، که می توانند سال های طولانی و برای مدت طولانی بمانند) زمان) علاوه بر این، با افزایش گسترش ویروس به سمت شمال، به طور پیوسته با تراکم جمعیت کمتری مواجه می شود. در عوامل فوق، متغیرهای اقلیمی (پوشش ابر، حداکثر درجه حرارت و غیره)، فاکتورهای انسانی (تأثیر مداخلات بهداشت عمومی، شیوع متراکم مانند کشتی های کروز ، مسافرت و غیره) یا عوامل ویروسی (سرعت جهش، پاتوژنز و غیره) در نظر گرفته نشده است. بدان معنی است که اگرچه همبستگی های فعلی با عرض جغرافیایی ، دما و رطوبت قوی به نظر می رسد ، یک علت مستقیم اثبات نشده است و پیش بینی ها در کوتاه مدت باید با احتیاط جدی در نظر گرفته شود.

اگرچه بیشتر پیش بینی طولانی مدت در این مرحله دشوار است، انتظار می رود COVID-19 در ماه های آینده و تابستان کاهش چشمگیری در مناطق آسیب دیده (بالاتر از عرض جغرافیایی ۳۰ درجه) داشته باشد. این ممکن است در سطوح پایین غالب باشد یا باعث شود چندین پیک فصلی در مناطق گرمسیری مشابه آنفلوانزا ایجاد شود و همزمان باعث شیوع بیماری در نیمکره جنوبی شود و در اواخر پاییز و زمستان در مناطق معتدل در سال آینده مجدداً افزایش یابد. یک احتمال دیگر این است که  همراه با تلاش های گسترده بهداشت عمومی ، قادر نخواهد بود خود را در تابستان در مناطق گرمسیری و نیم کره جنوبی حفظ کند و ناپدید شود، دقیقاً همانگونه که SARS-CoV در سال ۲۰۰۳ این کار را انجام داد. با این حال ، تعداد فزاینده ای از موارد در سراسر جهان این مسئله را به طور فزاینده ای کم می کند. می توان به MERS به عنوان نمونه betacoronavirus اشاره کرد که قادر به گسترش در همه فصول است. با این حال ، باید به خاطر داشت که اکثریت قریب به اتفاق موارد در شبه جزیره عربستان وجود داشته است و عفونت آنفلوانزا در آنجا از الگویی مانند آب و هوای معتدل پیروی نمی کند. در ماه های آینده تابستان در نیمکره شمالی ، تلاش های نظارت برای SARS-CoV -2 در مناطق آسیب دیده در حال حاضر برای تعیین اینکه آیا یک منبع ویروسی وجود دارد مهم خواهد بود. به طور مشابه، تلاش های نظارت در مناطق استوایی و همچنین نیوزیلند، استرالیا، آفریقای جنوبی، آرژانتین و شیلی بین ماه­های ژوئن تا سپتامبر ممکن است در تعیین استقرار در جمعیت انسانی دارای ارزش باشد.

منبع: https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_id=3550308

 



مطالب مرتبط








avatar

نویسنده: سید اسعد حسینی

دکتری اقلیم شناسی از دانشگاه محقق اردبیلی