根據新的研究，某些疾病爆發，包括20世紀最嚴重的幾次大流行病，都與太平洋的天氣模式有關。科學家表示，追蹤這些氣候變化可以幫助官員預測和規劃疾病的激增。
厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）週期在全球氣候中引起連鎖反應，改變降雨和氣流。這些變化反過來可能導致疾病攜帶者以新的方式互動，產生新的病原體。天氣變化也可能增加暴露於疾病的人數，從而增加疾病爆發的可能性。
根據美國國家海洋和大氣管理局的資料，厄爾尼諾現象是ENSO的暖期，其特徵是太平洋赤道沿線異常高的海面溫度，持續時間為九個月到兩年。
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溫度變化似乎很小——通常為0.5到1攝氏度——但它們可以改變世界各地的降雨模式。“這是熱帶大氣大規模動力學的一次轉變，”美國國家海洋和大氣管理局氣候預測中心預報業務主管喬恩·戈沙爾克說。“它不是有規律的，也不是可預測的。他們稱之為濤動，但它是非週期性濤動。”
三到五年後，ENSO通常會迴圈到拉尼娜現象，此時海面溫度達到低點。戈沙爾克說，這會導致印度尼西亞降雨量增加，同時削弱急流——快速移動的高空空氣流——並將其進一步向北推。這導致美國南部地區更加乾燥。
目前，地球正處於拉尼娜階段，美國南部部分地區，如得克薩斯州，去年經歷了創紀錄的乾旱。
鳥類遷徙的轉變產生流感毒株
這些規律的降水模式改變了候鳥的互動方式。鳥類是流感病毒的載體。由於ENSO，它們的種群每隔幾年就會分離和重聚，新的流感毒株就會出現。“流感很有趣，因為它一直在變異，”哥倫比亞大學梅爾曼公共衛生學院環境健康科學系助理教授傑弗裡·沙曼解釋說。這種疾病透過糞便、體液和氣溶膠傳播。
當流感病毒在其宿主體內繁殖時，它會隨著時間推移而變化。當攜帶者分離時，病毒在這兩個群體中會發生不同的變異。一旦拉尼娜現象出現，不同的鳥類種群開始再次混合，增加了攜帶者感染多種病毒的可能性。
這兩種版本隨後可以在一個稱為重組的過程中形成混合病毒。“這種重組發生的頻率高於大流行病的發生頻率。為了發生大流行病，需要發生根本性的變化，”沙曼說。
這種新病毒隨後可以傳播給人類，由於很少有人免疫，因此會迅速感染人群，造成災難性的後果。例如，根據美國衛生與公眾服務部的資料，1918年全球流感大流行蔓延到北極圈和孤立的島嶼，造成全球多達5000萬人死亡。沙曼說，這次大流行之前是拉尼娜現象。
過去一個世紀的其他全球流感大流行——1957年、1968年和2009年——也發生在太平洋海面溫度較低之後。沙曼和哈佛大學公共衛生學院傳染病動力學中心的馬克·利普西奇本月早些時候在《美國國家科學院院刊》上發表了他們的研究結果。
沙曼說，這些大流行病並非源於拉尼娜現象本身，而是源於氣候的週期性變化。“實際上，我們討論的是這些鳥類的分離，然後重新聚集。如果將氣候鎖定在一個階段，您就不會看到這種模式。我認為這種變異性非常重要，”他說。
預測達卡霍亂爆發
儘管ENSO很難預測，但拉尼娜現象的發生與流感大流行之間存在一定的滯後性，前者比後者早三到六個月。沙曼說，這可以幫助公共衛生官員預測疫苗接種需求，並相應地提高警惕。
研究人員還發現，ENSO模式可用於提前11個月預測孟加拉國首都的霍亂爆發。“霍亂有點像氣候變異敏感疾病的典型代表，”密歇根大學生態學和進化生物學以及數學教授亞倫·金說。這種疾病生活在微鹹水中，與ENSO相關的降雨密切相關，透過受汙染的水和貝類傳播。
透過檢視達卡12年的資料，科學家們研究了霍亂傳播的地點和時間。金說，這座城市是一個很好的案例研究，因為霍亂起源於該地區。根據孟加拉國統計局的資料，霍亂在達卡是地方性流行病，該市人口稠密，有700萬居民，大都市區有1200萬居民。
這種疾病在該地區被研究了很長時間，為研究人員提供了大量可供研究的資訊。“實際上，我們關注達卡的原因是因為那裡的資料最好，”金說。
該團隊發現，即使厄爾尼諾現象始於地球的另一半，但其影響在該城市非常區域性，在公里尺度上從一個地區到另一個地區發生變化。“這取決於不同地區的水源來自哪裡，”加州大學戴維斯分校昆蟲學系的博士後研究員小羅伯特·雷納說。“似乎洪水本身與厄爾尼諾現象對城市地區的影響與對不太城市地區的影響不同有關。”
霍亂模式出現了，顯示在厄爾尼諾現象條件下，城市中心人口更稠密的地區的發病率高於外圍地區。“我們沒有預料到會出現這兩個不同的區域，”雷納說，他對全球氣候驅動因素會產生如此精細的後果感到驚訝。
研究人員根據這些資料建立並驗證了一個將ENSO與霍亂聯絡起來的模型。“該模型的目的是預測爆發的可能性，”雷納說。“公共衛生官員可以確保他們手頭有足夠的物資。即使在霍亂並不罕見的城市，他們的物資也會耗盡。”
然而，地球不斷上升的平均氣溫可能會改變這些預測。“重要的是要將這些東西與氣候變化區分開來。在那裡，整個系統正在進入未知的領域，”金說。雷納、金及其團隊的其他成員上週也在《美國國家科學院院刊》上發表了他們的研究結果。研究人員現在計劃為東南亞其他城市構建類似的模型。
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