根据新的研究，某些疾病爆发，包括20世纪最严重的几次大流行病，都与太平洋的天气模式有关。科学家表示，追踪这些气候变化可以帮助官员预测和规划疾病的激增。
厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）周期在全球气候中引起连锁反应，改变降雨和气流。这些变化反过来可能导致疾病携带者以新的方式互动，产生新的病原体。天气变化也可能增加暴露于疾病的人数，从而增加疾病爆发的可能性。
根据美国国家海洋和大气管理局的数据，厄尔尼诺现象是ENSO的暖期，其特征是太平洋赤道沿线异常高的海面温度，持续时间为九个月到两年。
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温度变化似乎很小——通常为0.5到1摄氏度——但它们可以改变世界各地的降雨模式。“这是热带大气大规模动力学的一次转变，”美国国家海洋和大气管理局气候预测中心预报业务主管乔恩·戈沙尔克说。“它不是有规律的，也不是可预测的。他们称之为涛动，但它是非周期性涛动。”
三到五年后，ENSO通常会循环到拉尼娜现象，此时海面温度达到低点。戈沙尔克说，这会导致印度尼西亚降雨量增加，同时削弱急流——快速移动的高空空气流——并将其进一步向北推。这导致美国南部地区更加干燥。
目前，地球正处于拉尼娜阶段，美国南部部分地区，如得克萨斯州，去年经历了创纪录的干旱。
鸟类迁徙的转变产生流感毒株
这些规律的降水模式改变了候鸟的互动方式。鸟类是流感病毒的载体。由于ENSO，它们的种群每隔几年就会分离和重聚，新的流感毒株就会出现。“流感很有趣，因为它一直在变异，”哥伦比亚大学梅尔曼公共卫生学院环境健康科学系助理教授杰弗里·沙曼解释说。这种疾病通过粪便、体液和气溶胶传播。
当流感病毒在其宿主体内繁殖时，它会随着时间推移而变化。当携带者分离时，病毒在这两个群体中会发生不同的变异。一旦拉尼娜现象出现，不同的鸟类种群开始再次混合，增加了携带者感染多种病毒的可能性。
这两种版本随后可以在一个称为重组的过程中形成混合病毒。“这种重组发生的频率高于大流行病的发生频率。为了发生大流行病，需要发生根本性的变化，”沙曼说。
这种新病毒随后可以传播给人类，由于很少有人免疫，因此会迅速感染人群，造成灾难性的后果。例如，根据美国卫生与公众服务部的数据，1918年全球流感大流行蔓延到北极圈和孤立的岛屿，造成全球多达5000万人死亡。沙曼说，这次大流行之前是拉尼娜现象。
过去一个世纪的其他全球流感大流行——1957年、1968年和2009年——也发生在太平洋海面温度较低之后。沙曼和哈佛大学公共卫生学院传染病动力学中心的马克·利普西奇本月早些时候在《美国国家科学院院刊》上发表了他们的研究结果。
沙曼说，这些大流行病并非源于拉尼娜现象本身，而是源于气候的周期性变化。“实际上，我们讨论的是这些鸟类的分离，然后重新聚集。如果将气候锁定在一个阶段，您就不会看到这种模式。我认为这种变异性非常重要，”他说。
预测达卡霍乱爆发
尽管ENSO很难预测，但拉尼娜现象的发生与流感大流行之间存在一定的滞后性，前者比后者早三到六个月。沙曼说，这可以帮助公共卫生官员预测疫苗接种需求，并相应地提高警惕。
研究人员还发现，ENSO模式可用于提前11个月预测孟加拉国首都的霍乱爆发。“霍乱有点像气候变异敏感疾病的典型代表，”密歇根大学生态学和进化生物学以及数学教授亚伦·金说。这种疾病生活在微咸水中，与ENSO相关的降雨密切相关，通过受污染的水和贝类传播。
通过查看达卡12年的数据，科学家们研究了霍乱传播的地点和时间。金说，这座城市是一个很好的案例研究，因为霍乱起源于该地区。根据孟加拉国统计局的数据，霍乱在达卡是地方性流行病，该市人口稠密，有700万居民，大都市区有1200万居民。
这种疾病在该地区被研究了很长时间，为研究人员提供了大量可供研究的信息。“实际上，我们关注达卡的原因是因为那里的数据最好，”金说。
该团队发现，即使厄尔尼诺现象始于地球的另一半，但其影响在该城市非常局部，在公里尺度上从一个地区到另一个地区发生变化。“这取决于不同地区的水源来自哪里，”加州大学戴维斯分校昆虫学系的博士后研究员小罗伯特·雷纳说。“似乎洪水本身与厄尔尼诺现象对城市地区的影响与对不太城市地区的影响不同有关。”
霍乱模式出现了，显示在厄尔尼诺现象条件下，城市中心人口更稠密的地区的发病率高于外围地区。“我们没有预料到会出现这两个不同的区域，”雷纳说，他对全球气候驱动因素会产生如此精细的后果感到惊讶。
研究人员根据这些数据创建并验证了一个将ENSO与霍乱联系起来的模型。“该模型的目的是预测爆发的可能性，”雷纳说。“公共卫生官员可以确保他们手头有足够的物资。即使在霍乱并不罕见的城市，他们的物资也会耗尽。”
然而，地球不断上升的平均气温可能会改变这些预测。“重要的是要将这些东西与气候变化区分开来。在那里，整个系统正在进入未知的领域，”金说。雷纳、金及其团队的其他成员上周也在《美国国家科学院院刊》上发表了他们的研究结果。研究人员现在计划为东南亚其他城市构建类似的模型。
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