Влияние относительной влажности воздуха на заболеваемость коронавирусом COVID-19

Введение. Проблема влияния внешних факторов, к которым относятся и метеорологические условия, на динамику развития пандемии коронавируса чрезвычайно актуальна, поскольку понимание физических основ любого процесса позволяет прогнозировать его результаты в конкретных условиях и, в определенной степени, управлять этим процессом.

С целью оценки влияния относительной влажности воздуха на заболеваемость коронавирусом COVID-19 проведен анализ существующих в международном научном сообществе представлений о характере и степени влияния метеорологических условий на уровень заболеваемости человека COVID-19. Материалы и методы. Разработана оригинальная методика, позволяющая определять, в какие периоды времени уровень влажности атмосферного воздуха оказывал влияние на заболеваемость человека, какие отрезки времени разделяют эти периоды с моментом обнаружения заболевания, а также рассчитать, насколько сильно влияла влажность воздуха на процесс инфицирования и течение заболевания. Для исключения влияния побочных эффектов на корректность результатов исследований использована авторская методика расчета условной заболеваемости как разницы между теоретическим и фактическим уровнями.

В статье приводятся результаты корреляционного анализа зависимостей между относительной влажностью воздуха и показателями динамики инфицирования человека коронавирусом COVID-19 по материалам девятнадцати регионов Российской Федерации. Все без исключения уравнения содержат два или три экстремума уровня заболеваемости по времени, в которые влажность воздуха оказывала наибольшее влияние на конечный результат заболеваемости. Эти экстремумы авторы связывают с моментами инфицирования и проявления заболеваемости пациента, что позволяет делать предположения о количественном прогнозировании продолжительности инкубационного периода в различных атмосферных условиях.

Вывод. Получены аналитические зависимости, позволяющие определить благоприятную и неблагоприятную относительную влажность воздуха для инфицирования человека COVID-19 для различных регионов Российской Федерации. Математическими методами подтвержден тезис о возможной продолжительности жизни коронавируса, превышающей две недели, во внешней среде.

1. Akimkin VG, Kuzin SN, Semenenko TA, et al. Patterns of the SARS-CoV-2 epidemic spread in a megacity. Problems of Virology. 2020; 65(4):203–211. (In Russian). https://doi.org/10.36233/0507-4088-2020-65-4203-211

2. Danilenko DM, Komissarov AB, Stukova MA, et al. To be or not to be: forecast of Covid-19 epidemic development in Russia. Journal Infectology. 2020; 12(3):6–11. (In Russian). https://doi.org/10.22625/2072-67322020-12-3-6-11

3. Lvov DK, Alkhovsky SV, Kolobukhina LV, et al. Etiology of epidemic outbreaks COVID-19 in Wuhan, Hubei province, Chinese People Republic associated with the 2019-nCoV (Nidovirales, Coronaviridae, Coronavirinae, Betacoronavirus, Subgenus Sarbecovirus): lessons of SARSCoV outbreak. Problems of Virology. 2020; 65(1):6–15. (In Russian). https://doi.org/10.36233/0507-40882020-65-1-6-15

4. Islam A, Hasanuzzaman Md, Azad Md, et al. Effect of meteorological factors on COVID-19 cases in Bangladesh. Environ Dev Sustain. 2020; 1–24. https://doi.org/10.1007/s10668-020-01016-1

5. Auler CA, Cássaro FAM, da Silva VO, et al. Evidence that high temperatures and intermediate relative humidity might favor the spread of COVID-19 in tropical climate: A case study for the most affected Brazilian cities. Sci Total Environ. 2020; 729:139090. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139090

6. Li AY, Hannah TC, Durbin JR, et al. Multivariate analysis of black race and environmental temperature on COVID-19 in the US. Am J Med Sci. 2020; 360(4):348– 356. https://doi.org/10.1016/j.amjms.2020.06.015

7. Asyary A, Veruswati M. Sunlight exposure increased Covid-19 recovery rates: A study in the central pandemic area of Indonesia. Sci Total Environ. 2020; 729:139016. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139016

8. Smit AJ, Fitchett JM, Engelbrecht FA, et al. Winter is coming: A southern hemisphere perspective of the environmental drivers of SARS-CoV-2 and the potential seasonality of COVID-19. Int J Environ Res Public Health. 2020; 17(16):5634. https://doi.org/10.3390/ijerph17165634

9. Altamimi A, Ahmed AE. Climate factors and incidence of Middle East respiratory syndrome coronavirus. J Infect Public Health. 2020; 13(5):704–708. https://doi.org/10.1016/j.jiph.2019.11.011

10. Adhikari A, Yin J. Short-term effects of ambient ozone, PM2.5, and meteorological factors on COVID-19 confirmed cases and deaths in Queens, New York. Int J Environ Res Public Health. 2020; 17(11):4047. https://doi.org/10.3390/ijerph17114047

11. Cai QC, Lu J, Xu QF, et al. Influence of meteorological factors and air pollution on the outbreak of severe acute respiratory syndrome. Public Health. 2007; 121(4):258–265. https://doi.org/10.1016/j.puhe.2006.09.023

12. Rosario DKA, Mutz YS, Bernardes PC, et al. Relationship between COVID-19 and weather: Case study in a tropical country. Int J Hyg Environ Health. 2020; 229:113587. https://doi.org/10.1016/j.ijheh.2020.113587

13. Rashed EA, Kodera S, Gomez-Tame J, et al. Influence of absolute humidity, temperature and population density on COVID-19 spread and decay durations: Multi-prefecture study in Japan. Int J Environ Res Public Health. 2020; 17(15):5354. https://doi.org/10.3390/ijerph17155354

14. Benedetti F, Pachetti M, Marini B, et al. Inverse correlation between average monthly high temperatures and COVID-19-related death rates in different geographical areas. J Transl Med. 2020; 18(1):251. https://doi.org/10.1186/s12967-020-02418-5

15. Passerini G, Mancinelli E, Morichetti M, et al. A preliminary investigation on the statistical correlations between SARS-CoV-2 spread and local meteorology. Int J Environ Res Public Health. 2020; 17(11):4051. https://doi.org/10.3390/ijerph17114051

16. Islam N, Bukhari Q, Jameel Y, et al. COVID-19 and climatic factors: A global analysis. Environ Res. 2021; 193:110355. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110355

17. Runkle JD, Sugg MM, Leeper RD, et al. Shortterm effects of specific humidity and temperature on COVID-19 morbidity in select US cities. Sci Total Environ. 2020; 740:140093. https://doi.org/10.1016/j. scitotenv.2020.140093

18. Liu J, Zhou J, Yao J, et al. Impact of meteorological factors on the COVID-19 transmission: A multi-city study in China. Sci Total Environ. 2020; 726:138513. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.138513

19. Tan J, Mu L, Huang J, et al. An initial investigation of the association between the SARS outbreak and weather: with the view of the environmental temperature and its variation. J Epidemiol Community Health. 2005; 59(3):186–192. https://doi.org/10.1136/jech.2004.020180

20. Yuan J, Yun H, Lan W, et al. A climatologic investigation of the SARS-CoV outbreak in Beijing, China. Am J Infect Control. 2006; 34(4):234–236. https://doi.org/10.1016/j.ajic.2005.12.006

21. Lin J, Huang W, Wen M, et al. Containing the spread of coronavirus disease 2019 (COVID-19): Meteorological factors and control strategies. Sci Total Environ. 2020; 744:140935. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.140935

22. Li K. The link between humidity and COVID-19 caused death. J Biosci Med. 2020; 8(6):50–55. https://doi.org/10.4236/jbm.2020.86005

23. Goswami K, Bharali S, Hazarika J. Projections for COVID-19 pandemic in India and effect of temperature and humidity. Diabetes Metab Syndr. 2020; 14(5):801–805. https://doi.org/10.1016/j.dsx.2020.05.045

24. Pramanik M, Udmale P, Bisht P, et al. Climatic factors influence the spread of COVID-19 in Russia. Int J Environ Health Res. 2020; 1–15. https://doi.org/10.1080/09603123.2020.1793921

25. Guasp M, Laredo C, Urra X. Higher solar irradiance is associated with a lower incidence of coronavirus disease 2019. Clin Infect Dis. 2020; 71(16):2269–2271. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa575

26. Ward MP, Xiao S, Zhang Z. Humidity is a consistent climatic factor contributing to SARS-CoV-2 transmission. Transbound Emerg Dis. 2020; 67(6):3069-3074. https://doi.org/10.1111/tbed.13766

27. Ward MP, Xiao S, Zhang Z. The role of climate during the COVID-19 epidemic in New South Wales, Australia. Transbound Emerg Dis. 2020; 67(6):2313–2317. https://doi.org/10.1111/tbed.13631

28. Al-Rousan N, Al-Najjar H. The correlation between the spread of COVID-19 infections and weather variables in 30 Chinese provinces and the impact of Chinese government mitigation plans. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2020; 24(8):4565–4571. https://doi.org/10.26355/eurrev_202004_21042

29. Jüni P, Rothenbühler M, Bobos P, et al. Impact of climate and public health interventions on the COVID-19 pandemic: a prospective cohort study. CMAJ. 2020; 192(21):E566–E573. https://doi.org/10.1503/cmaj.200920

30. Bukhari Q, Massaro JM, D’Agostino Sr RB, et al. Effects of weather on coronavirus pandemic. Int J Environ Res Public Health. 2020; 17(15):5399. https://doi.org/10.3390/ijerph17155399

31. Sahoo PK, Mangla S, Pathak AK, et al. Pre-to-post lockdown impact on air quality and the role of environmental factors in spreading the COVID-19 cases – a study from a worst-hit state of India. Int J Biometeorol. 2020:1–18. https://doi.org/10.1007/s00484-020-02019-3

32. Sarkodie SA, Owusu PA. Impact of meteorological factors on COVID-19 pandemic: Evidence from top 20 countries with confirmed cases. Environ Res. 2020; 191:110101. https://doi.org/10.1016/j.envres.2020.110101

33. Bolaño-Ortiz TR, Pascual-Flores RM, Puliafito SE, et al. Spread of COVID-19, meteorological conditions and air quality in the city of Buenos Aires, Argentina: Two facets observed during its pandemic lockdown. Atmosphere. 2020; 11(10), 1045. https://doi.org/10.3390/atmos11101045