Gesundheitsrelevante Bewertung von thermischer Belastung unter Berücksichtigung der kurzfristigen Anpassung der Bevölkerung an die lokalen Witterungsverhältnisse

Über seinen Wärmehaushalt ist der Mensch eng mit der atmosphärischen Umwelt verknüpft. Daher kann thermische Belastung mit negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit verbunden sein. Zahlreiche umweltepidemiologische Untersuchungen haben dieses Thema bisher aufgegriffen, um eine Beziehung zwischen thermischer Umwelt und thermisch bedingter Mortalität herzustellen. In keiner dieser Studien wird die thermische Umwelt jedoch konsequent gesundheitsrelevant bewertet. Dazu gehört neben der Verwendung eines thermophysiologisch relevanten Bewertungsverfahrens, welches alle Mechanismen des Wärmeaustauschs des Menschen mit seiner Umgebung berücksichtigt, auch die Einbeziehung der kurzfristigen verhaltensgesteuerten und physiologischen Anpassung des Menschen an die lokalen Witterungsverhältnisse der letzten Wochen. <br>Durch die physiologische Anpassung (kurzfristige Akklimatisation) ändert sich die Reaktion des menschlichen Körpers auf die thermische Umwelt, weil diese durch eine Effizienzsteigerung des Thermoregulationssystems die effektiv auf ein Individuum wirkende thermische Belastung reduziert. Daneben vermindert die verhaltensgesteuerte kurzfristige Anpassung über die Änderung der getragenen Bekleidung den auf ein Individuum einwirkenden thermischen Stress. <br>In einem Großteil der bisher durchgeführten biometeorologischen und umweltepidemiologischen Studien machte sich die Tatsache, dass sich die Menschen an die lokalen Witterungsverhältnisse der letzten Wochen anpassen, in von der Region und der Jahreszeit abhängigen unterschiedlich hohen Schwellenwerten der thermischen Bewertungsfunktion für das Mortalitätsminimum bemerkbar. Dabei wurden nur wenige Versuche unternommen, das Bewertungsverfahren unabhängig von Region und Jahreszeit zu machen. Die Anpassungen bezogen sich alle auf die mittleren klimatischen Verhältnisse einer Region und nicht auf die für die kurzfristige Anpassung entscheidenden aktuellen Witterungsbedingungen der vorangegangenen Tage bis Wochen. <br>Da die kurzfristige Anpassung bei der Bewertung der thermischen Situation bisher unberücksichtigt geblieben ist, wurde im Rahmen dieser Arbeit eine Methode zur Berechnung von variablen Schwellenwerten für einzelne thermische Belastungsklassen entwickelt. Die neue Methode HeRATE (Health Related Assessment of the Thermal Environment) kombiniert ein physiologisch relevantes Bewertungsverfahren für die thermische Umwelt mit einem konzeptionellen Modell für die kurzfristige Anpassung (bestehend aus kurzfristiger Akklimatisation und verhaltensgesteuerter Anpassung) an die lokale Witterung der letzten vier Wochen. Ziel dieser Vorgehensweise ist es, einen konstanten Schwellenwert mittels eines variablen Anteils zu modifizieren. Das Einbeziehen der kurzfristigen Anpassung hat den Vorteil, dass das Verfahren ohne weitere Veränderungen auf Daten aus unterschiedlichen klimatischen Regionen und zu unterschiedlichen Jahreszeiten angewendet werden kann. Durch die Berücksichtigung des konstanten Anteils hingegen werden nur Situationen berücksichtigt, die gewisse "Mindestanforderungen" für die thermische Belastung erfüllen, was physiologisch begründet ist. <br>Neben der Entwicklung einer Methode zur gesundheitsrelevanten Bewertung der thermischen Umwelt war es notwendig, ein Verfahren zur Abschätzung der thermisch bedingten Mortalität zu entwickeln, welches auch auf nicht-stationäre Mortalitätszeitreihen unterschiedlicher Längen anwendbar und von der Verfügbarkeit zusätzlicher Informationen wie beispielsweise der Populationsgröße unabhängig ist. Es wurde daher ein Verfahren entwickelt, das auf einer Filterung der Mortalitätsdaten mit einem 365 Tage umfassenden Gaußfilter basiert. Die sich durch die große Filterlänge ergebende Problematik einer zu flachen Amplitude des derart ermittelten Jahresganges wurde über eine Multiplikation der gefilterten Zeitreihe mit einem Restaurationsfaktor ausgeglichen. Dabei wurde der Restaurationsfaktor über eine Minimierung der quadratischen Abweichung der Rohdaten der Mortalität von den Werten der Filterfunktion bestimmt. Der so ermittelte Jahresgang der Sterbefallzahlen diente zur Abschätzung des Erwartungswertes der Mortalität. Um Zeitreihen aus unterschiedlichen Regionen miteinander vergleichen zu können, wurde in den weiterführenden Analysen die prozentuale Abweichung der Mortalität vom Erwartungswert betrachtet (relative Mortalität). <br>Signifikante Unterschiede in der Sensitivität der Bevölkerung für die einzelnen thermischen Belastungsklassen in allen untersuchten Gebieten zeigen an, dass mit einer sehr hohen Wahrscheinlichkeit die Umwelt gesundheitsrelevant bewertet wird. Würde keine gesundheitsrelevante Bewertung der thermischen Situation erfolgen, so müssten sich die Abweichungen der Mortalität vom Erwartungswert zufällig über alle Belastungsklassen verteilen. <br>Die Abweichung der Sterbefallzahlen vom Erwartungswert ist um so größer, je stärker der thermische Stress eingestuft wird. Dabei ergibt sich bei der gemeinsamen Betrachtung aller untersuchter Zeitreihen eine Abhängigkeit der Sensitivität der Bevölkerung für eine bestimmte thermische Belastungsstufe von deren Häufigkeit. Da größere Häufigkeiten mit geringeren Sensitivitäten verbunden sind, könnte dieser Zusammenhang ein Hinweis auf langfristige Anpassungsmaßnahmen sein, welche bei der Bewertung der thermischen Umwelt unberücksichtigt bleiben.

Author dc:creator

• Koppe, Christina

Contributors dc:contributor

• Jendritzky, Gerd

• Hitzewellen ,Wärmehaushaltsmodelle
• thermisch-bedingte Mortalität
• heat waves
• heat budget models
• thermal related mortality

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