全球变化- 杨学祥工作室分享 http://blog.sciencenet.cn/u/杨学祥 吉林大学地球探测科学与技术学院退休教授,从事全球变化研究。

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流感流行具有周期性但间隔并非日益变短

已有 6359 次阅读 2009-6-25 02:33 |个人分类:科普文章|系统分类:观点评述| 流感大流行, 预测, 周期, 拉马德雷

流感流行具有周期性但间隔并非日益变短

                 杨学祥,杨冬红

 

中国社会科学院哲学研究所研究员、应用伦理学研究中心名誉主任、中国协和医科大学生命伦理学中心教授邱仁宗最近指出,政府官员和老百姓都要意识到流感流行是周期性的,周期可能越来越短,所以我们要做好常规化准备。规划资金、人员上都有这种准备。1918年西班牙流感,就是H1N1亚型,当时估计造成世界范围内大约40%人口患病,全球4000-5000万人死亡。但过了半个世纪,才出现1957年的亚洲流感,是H2N2亚型,死亡人数200万。1968年香港流感,H3N2亚型,死亡人数估计100万。1997年出现H5N1禽流感病毒。2002-2003SARS传播全世界32个国家和地区,感染8069人,死亡775人。SARS病毒不是流感病毒,但很奇怪,突然来了又突然走了。2003-2009年据WHO统计,全世界共报告实验室确认人禽H5N1型流感死亡254例,病死率达62.56%,幸运的是没有在人与人之间确立有效而持续的传播能力。但也很难说有一天是否会在人类间传播。20093月开始流行甲型H1N1,三个多月传播到了88个国家,病例39620例,死亡167人,已形成流感大流行[1]

 

研究表明,流感大流行确实有周期性,但周期并非越来越短。问题出在流感流行具有周期和亚周期的复杂性。以上面举出的实例而言,1918年西班牙流感和1957年亚洲流感相差约50年,1957年亚洲流感和1968年香港流感相差11年,1968年香港流感和2009年甲型H1N1流感相差41年。粗看起来周期性变化太大,似乎没有什么规律可言。我们需要更多数据来研究其变化规律。

 

1.  流感爆发的历史概况

 

据杨海等人研究,马流感(EI):H1N1H2N2多见,1890年、1900年两次世界流行均为EI所致(第一次和第二次流感大流行)。我国和前苏联1974-1977年(第六次世界流行)在远东地区爆发的俄罗斯流感即与此有关(EII),在马属动物间流行后相继在人间发生相同亚性感染。猪流感(SI):常以H1N1多见,1914-1918首发于美国的西班牙流感即为SI所致(第三次世界流行),数百万头猪发病,数千头死亡,随后19182月于堪萨斯地区人群爆发,4月随同盟军远征军传播至法国,5月传至西班牙、非洲、俄罗斯、中国,1919年传到新西兰、澳大利亚,历时一年,为最严重的世界流行。禽流感(AI):1878年意大利首发报告,1959年苏格兰鸡中首先发现H5N1,此后多次爆发。19975-12月,香港出现禽流感人感染18例,6例死亡[2]1957-1958年爆发亚洲型流感(第四次世界流行)、1968-1969年爆发香港型流感(第五次世界流行)。

 

1 世界历次流行亚型和首发地统计表[3]

 

 

 

  

首发地区

1890-

H2N2

EI

英格兰

1900-

H3N8

EI

英国

1918-

H1N1

SI西班牙流感

美国

1957-

H2N2

亚洲流感

贵州

1968-

H3N2

香港流感

香港

1977-

H1N1

EII

俄罗斯

1997-

H5N1

Al

香港        

1999-

H9N2

Al

中国

2004-

H5N1

Al

越南

 

最新的发现表明,1918年的西班牙流感病毒,比其它人类流感病毒,与禽流感病毒的关系更密切[4]。现在把人畜共患流感都称为禽流感,哺乳动物是禽类与人类的中间链条,病毒演化需要一个较长的气候突变过程。

 

2.  全球性流行性感冒与太阳黑子的关系

 

前人最早的统计研究表明,流感与太阳活动峰年相关。最近的研究表明,流感世界大流行不仅发生在太阳活动最强时期,而且也发生在太阳活动最弱时期。1889-1890年流行性感冒第一次全世界大流行是在太阳黑子活动低值期(1889年为6.31890 年为7.1),1900年流感流行也是发生在太阳黑子活动低值期(1900年为9.51901年为2.7),1918-1919年“西班牙流感”即流行性感冒第二次全世界大流行为太阳黑子活动次高值期(1917年为103.91918年为80.61919年为63.6),1957-1958年“亚洲流感”为太阳黑子活动最高值期(1957年为190.21958年为184.8),1968-1969年“香港流感”为太阳黑子活动最高值期(1968年为105.91969年为105.5),1977年“俄罗斯流感”为太阳黑子活动次低值期(1976年为12.61977年为27.5[5]

 

太阳活动对流感爆发的影响人们早就发现。在太阳黑子谷年,太阳活动减弱,辐射出的紫外线也减弱,这有利于微生物和病毒的滋生和繁殖(旧病毒复发);在太阳黑子峰年,太阳活动增强,辐射出的紫外线增加,有利于微生物和病毒的基因变异(新病毒产生)。这是流感大流行一定发生在太阳黑子极值年的原因。由于在太阳黑子峰年爆发的流感大流行起因于病毒基因变异,所以强度大,危害重,如1918-1919年、1957-1958年和1968-1969年;由于太阳黑子谷年的流感大流行起因于旧病毒复发,所以强度小,危害轻,如1900年和1977年。这是后两次流感大流行被人们忽略的原因。

 

3.  全球性流行性感冒与拉马德雷冷位相、厄尔尼诺、低温冷害的关系

 

拉马德雷是一种高空气压流,亦称太平洋十年涛动,分别以暖位相冷位相两种形式交替在太平洋上空出现,每种现象持续 20 年至 30 年。近 100 多年来,拉马德雷已出现了两个完整的周期。1889-1924年为拉马德雷冷位相时期,1925-1945年为拉马德雷暖位相时期,1946-1976年为拉马德雷冷位相时期,1977-1999拉马德雷暖位相时期,2000年进入了拉马德雷冷位相时期。

 

据魏松林的研究,188819021918195719691976年是中国东北冷夏年[6],其当年或前后一年内爆发了流感大流行(1900年流感爆发与冷夏年相距2年,因而强度较弱)[5]195719691976年是中国东北严重低温冷害年[7]。它们的共同特征是发生在拉马德雷冷位相时期,中间间隔30年左右的拉马德雷暖位相时期。1918年到1957年相隔39年,这与拉马德雷冷暖位相周期变化大致相当。拉马德雷冷位相对应全球气候低温期,拉马德雷暖位相对应全球气候温暖期。拉马德雷冷暖位相变化周期为

 

禽流感病毒对热比较敏感,在56摄氏度下加热30分钟、60摄氏度下加热10分钟,65—70摄氏度下加热数分钟,流感病毒即丧失活性。直射阳光下40—48小时也可杀死该病毒,如果用紫外线直接照射,可迅速破坏其传染性。紫外线直射可依次破坏其感染力、血凝素活性和神经氨酸酶活性。但病毒对低温抵抗力较强,在有甘油保护的情况下可保持活力1年以上。由此看来,拉马德雷冷位相时期的低温是禽流感群发在其中的主要原因。这也是自1977年以来,禽流感没有大爆发的原因。在“拉马德雷”“冷位相”时期,厄尔尼诺年易发生低温冷害[58]。中国东北严重低温冷害年195719691976年都是厄尔尼诺年。

 

4.  全球性流行性感冒、拉尼娜现象、沙尘暴之间的关系

 

流感大流行在人类间爆发之前,都有一个在动物间长期流行的阶段。这一阶段与中等强度以上拉尼娜现象和强沙尘暴有一一对应关系,春季是沙尘暴高发季节,与禽流感高发季节(冬、春)正好呼应(见图1,引自文献[9])。

 

据康杜娟和王会军的研究,沙尘暴在1954-1956年、1964-1967年和1974-1976年出现三个高峰期[8],与1957-1958年、1968-1969年和1977年三次禽流感爆发一一对应,而1954-1956年、1964年、1967-1968年、1975-1976年都发生了拉尼娜事件。拉尼娜事件与沙尘暴也有很好的对应关系,共同形成与禽流感爆发的一一对应前兆。此种拉尼娜之后的厄尔尼诺事件是禽流感爆发年。 

 

 

1 北京1954-1999年沙尘暴天气日数的年际变化

1.       沙尘天气;2. 沙尘暴;3. 扬沙;4. 浮尘

 

据最新报道,沙尘暴对人类直接的侵害已经超过了它对环境的破坏。特别是对大型传染性疾患的传播,它已从推波助澜、助纣为虐升级为大打出手的急先锋了。最生动的例证就是口蹄疫在英国的登陆。沙尘暴使非洲北部沙漠里的口蹄疫病毒会在一周内浩浩荡荡地跨越大西洋,稳稳当当地落在英国的牛栏里,并在半月内横扫欧洲,致使数百万头牛被宰杀、焚烧、掩埋。在1/4茶匙的尘埃中能携带几百万甚至几亿个微生物,就连成群蚱蜢都能在尘云穿越大西洋的过程中存活下来[10]。在非禽流感疫区和非候鸟迁徙路线地区发生的人感染禽流感事件,可以由沙尘暴的远距离传播来解释。

 

康杜娟和王会军的文章揭示:在沙尘活动频繁年代(1956~1970)和稀少年代(1985~1999)冬、春季的气候和大气环流有显著差别[9]1956-1970年处于拉马德雷冷位相时期(1947-1976),1985-1999年处于拉马德雷暖位相时期(1977-1999)。沙尘暴与禽流感有一个共同的重要特征,即在拉马德雷冷位相时期频繁爆发,在拉马德雷暖位相时期逐渐减弱。强沙尘暴时期可以作为禽流感爆发的更准确的前兆。2007年可能发生的拉尼娜现象及其伴随的强沙尘暴,为2007-2008年的禽流感孕育和爆发增大了发生几率。我们必须高度重视。

 

5.  综合分析与结论

 

综合1890-2004年的数据,我们可以得到流感大流行的6大气候特征:处于拉马德雷冷位相时期及其边界;前一年或前两年为中等强度以上的拉尼娜年;20世纪50-70年代同时为中国强沙尘暴年;前后一年或当年为中国东北地区冷夏年(20世纪50-70年代同时为严重低温冷害年);当年为中等强度以上的厄尔尼诺年;当年为太阳黑子谷年m或峰年Mm-1年,m+1年或M+1年。 1889-1890年、1900年、1918-1919年、1957-1958年、1968-1969年和1977年的流感爆发都满足这6大条件,同时,在1890年以来,满足这6大条件的只有以上6次爆发[5]。第7大特征是当年为冬季或夏季强潮汐南北震荡持续天数异常年。后三次流感世界爆发都满足这一特征。现在,至少在20世纪50-70年代,我们发现了禽流感爆发与沙尘暴高峰的一一对应关系。1900年的流感爆发,因为偏离标准较远,因而也较弱[11]

 

厄尔尼诺事件是多因素成因,综合预测可以提高预测精度。2007-2008201120152018-2019年是可能的厄尔尼诺年,2005-2007年、2013-2014年、2016-2017年是可能的拉尼娜年[5612-14]。加强这些年份的地震和禽流感的防范和监测非常重要。如果2007年是太阳黑子谷年m2006-2007年预测为拉尼娜年,2008年则是m+1年,预测为厄尔尼诺年,2008年为夏季强潮汐南北震荡持续天数异常年(44天),在拉马德雷冷位相时期的厄尔尼诺年(2000-2030年内)和太阳黑子极值年易发生低温冷害。这样,2008年就具有较高的概率发生流感爆发。2006-2008年是否是强拉尼娜与强厄尔尼诺相互转换是禽流感是否爆发的关键。2007年的拉尼娜现象及其伴随的强沙尘暴,为2007-2008年的禽流感孕育和爆发增大了发生几率[11]

 

综合分析表明,流感大流行具有周期和亚周期的复杂性。根据近百年的资料分析,首先,流感大流行都发生在拉马德雷冷位相时期,具有约50年的周期变化,受拉马德雷冷暖位相转变周期的控制。到目前为止已发生了两个完整的周期:1889-1919年和1957-1977年,第三个周期2009-2029年刚刚开始。

 

其次,在每个流感大流行周期中,流感大流行又受到太阳黑子极值的控制,具有9-11年的变化亚周期。在1889-1919年周期中,发生了1889-1890年、1900年(条件较弱,爆发程度也较弱)、1918-1919年(条件最强,爆发程度也最强)三次亚周期爆发;在1957-1977年周期中,发生了1957-1958年、1968-1969年和1977年(条件较弱,爆发程度也较弱)三次爆发。

 

根据流感大流行的周期和亚周期发生规律,我们预测2007年发生拉尼娜事件、2008年发生厄尔尼诺事件和流感大流行。事实上,2007年发生拉尼娜事件、20096月发生厄尔尼诺事件和流感大流行,我们也预测到这种后延的可能性[15-18]

 

流感大流行的周期和亚周期发生规律非常重要,根据这一规律,在拉马德雷冷位相的2000-2035年中,太阳黑子极小值年的200820192030年,太阳黑子极大值的201220232034年都是流感大流行的可能年份,我们可以集中力量预防这些年份的流感爆发。

 

规律表明,在拉马德雷冷位相时期,全球强震、低温、飓风伴随拉尼娜、全球性流感伴随厄尔尼诺将越来越强烈。面对日益增大的全球灾害,准确的长期气候预报意义重大[16]

 

 

参考文献

 

1.  邱仁宗。专家指出流感流行具周期性且间隔日益变短。2009062409:50 新浪健康。http://news.sina.com.cn/h/2009-06-24/095018083916.shtml

2.  杨海, 范来福, 刘继锋. 禽流感和流感的关系、起源、变异和对策[J]. 职业与健康. 2004, 2010: 87-89

3.  于恩庶,徐秉锟,主编。中国人兽共患病学[M]。福州:福建科技出版社,1988233

4.  Terrence M. Tumpey, Christopher F. Basler, Patricia V. Aguilar, et al. Characterization of the Reconstructed 1918 Spanish Influenza Pandemic Virus [J], Science. 2005, 310: 77 – 80

5.  杨冬红,杨学祥,刘财。20041226印尼地震海啸与全球低温[J]。地球物理学进展。2006213):1023-1027

6.  魏松林. 厄尔尼诺事件对黑龙江省低温洪涝灾害的影响及其预报[J]. 自然灾害学报. 2001, 10(3): 79-86.

7.  周立宏,刘新安,周育慧。东北地区低温冷害年的环流特征及预测[J]。沈阳农业大学学报,2001321):22-25

8.  杨学祥, 杨冬红, 安刚, 沈柏竹. 连续18年“暖冬”终结的原因[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2005, 35sup1: 137-140

9.  康杜娟. 王会军. 中国北方沙尘暴气候形势的年代际变化[J] 中国科学D辑,2005, 35 (11): 1096-1102

10.              杨素梅。科学家研究称沙尘暴是传染性疾患传播的罪魁[EB/OL]20060513 15:24 北京科技报http://tech.sina.com.cn/d/2006-05-13/1524936036.shtml

11.              杨冬红,杨学祥。流感世界大流行的气候特征。沙漠与绿洲气象。200713):1-8

12.              林振山, 赵佩章, 赵文桐. 日食-厄尔尼诺系数及其应用[J]. 地球物理学报, 1999, 426: 732738

13.              杨冬红, 杨学祥, 刘财. 海平面震荡与地震的关系研究[J]. 世界地质, 2004, 23(4): 407-410.

14.              杨学祥. 厄尔尼诺事件产生的原因与验证[J].  自然杂志. 2004, 263: 151155

15.              杨冬红, 杨学祥. “拉马德雷冷位相时期的全球强震和灾害. 西北地震学报.2006,281):95-96

16.              杨学祥。灾害链规律不容忽视。文汇报。科技文摘专刊(第683期)。200832第五版。http://whb.news365.com.cn/kjwz/200803/t20080302_1777631.htm

17.              杨冬红,杨学祥,刘财。20041226印尼地震海啸与全球低温。地球物理学进展。2006213):1023-1027

18.              杨学祥. 正在被证实的三大预警:低温冻害、强震和流感爆发. 2009-05-15 光明网-光明观察.经济·科技. http://guancha.gmw.cn/content/2009-05/15/content_921510.htm

 

 



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