Pogoda a transmisja COVID-19. Naukowcy przeprowadzili badania i stworzyli regułę. Każdy może stosować ją samodzielnie

- Zaczęliśmy zastanawiać się, czy pogoda faktycznie przyczyniła się do pogorszenia sytuacji epidemiologicznej w Polsce podczas drugiej fali pandemii - mówi w rozmowie z Gazeta.pl prof. Mariusz Figurski, dyrektor Centrum Modelowania Meteorologicznego Instytutu Meteorologii Gospodarki Wodnej - Państwowego Instytutu Badawczego. - Nasze badania pozwalają każdemu samodzielnie określić warunki meteorologiczne, w jakich prawdopodobieństwo zakażenia jest relatywnie najmniejsze.

Urszula Abucewicz, Podróże Gazeta.pl: Czy pogoda ma wpływ na transmisję koronawirusa?

Tak. Podczas naszych badań, które zostały oparte na danych z ubiegłego roku, zaobserwowaliśmy, że  po dość łagodnej pierwszej fali COVID-19, która trwała w Polsce w kwietniu i maju, w lecie 2020 roku pomimo dużej mobilności ludzi, związanej w większości z wyjazdami urlopowymi, nie zaobserwowano znacznego pogorszenia się sytuacji epidemiologicznej w naszym kraju. Duże przyrosty dziennych zakażeń, czyli tzw. druga fala pandemii, nastąpiły dopiero pod koniec września i października.

Prof. Mariusz FigurskiProf. Mariusz Figurski Maciej Jaźwiecki IMGW-PIB

Zbiegło się to wyraźnie z pogorszeniem pogody we wrześniu i nadejściem jesieni. Nastąpił duży przeskok. Pogoda z ciepłego, suchego i słonecznego lata zmieniła się na deszczową, chłodną jesień. Szczególnie na południu Polski, co było wywołane nadejściem zimnego frontu z południa Europy. Zauważyliśmy, że większość zachorowań odnotowano na południu kraju, a nie na północy.

Zaczęliśmy zastanawiać się, czy pogoda faktycznie przyczyniła się do pogorszenia sytuacji epidemiologicznej w Polsce podczas drugiej fali pandemii. W światowej literaturze naukowej pojawiały się sugestie, że pewne parametry związane z warunkami atmosferycznymi mogą mieć wpływ na transmisję koronawirusa, ale trzeba pamiętać, że inne będzie ich oddziaływanie na obszarze Europy Środkowej, na zachodzie Europy, a jeszcze inne na pozostałych kontynentach.

Na ulicach KrakowaNa ulicach Krakowa Andrzej Lisowski Travel / shutterstock

Można mówić o lokalności zakażeń?

Nasze badania pokazały regionalizację zakażeń, która jest skutkiem odmiennych warunków pogodowych w różnych obszarach kraju. W naszych badaniach skupiliśmy się właśnie na podejściu regionalnym. Chcieliśmy ustalić, czy warunki atmosferyczne mogą odpowiedzieć nam na pytanie, gdzie występuje większa transmisja koronawirusa. Jaka powinna być pogoda, żeby transmisja była mniejsza i kiedy powinniśmy na to zwracać uwagę?

I co udało się ustalić?

Ustaliliśmy, że przy wysokiej temperaturze, silnym nasłonecznieniu i umiarkowanej wilgotności powietrza - ryzyko zakażeń jest zdecydowanie mniejsze.

Co to znaczy umiarkowana wilgotność?

To wilgotność na poziomie ok. 50 proc. 

Transmisji koronawirusa sprzyja niska temperatura, mało słońca oraz bardzo wysoka lub bardzo niska wilgotność powietrza. I taką pogodę odnotowano właśnie na przełomie września i października.

"Jesienna pogoda" sprzyja transmisji koronawirusa?

Koronawirus w takich warunkach atmosferycznych może żyć dłużej – do dwóch dni.

Gdy jest wysoka temperatura, takie też nasłonecznienie i umiarkowana wilgotność, to czas życia wirusa wynosi około kilku godzin, więc jest to duża różnica. I tę regułę każdy z nas powinien stosować. Nasze badania pozwalają każdemu samodzielnie określić warunki meteorologiczne, w jakich prawdopodobieństwo zakażenia jest relatywnie najmniejsze.

Transmisyjność COVID-19Transmisyjność COVID-19 IMGW-PIB

Ale to nie wszystko, co pokazały badania. Prawda? 

Z naszych badań wynika, że wpływ warunków meteorologicznych na propagację koronawirusa jest na poziomie od dziesięciu do kilkunastu procent. Pozostałe ok. 90 proc. to są inne przyczyny, o których trudno mi mówić, bo nie jestem specjalistą od epidemiologii, zajmuję się modelowaniem meteorologicznym. I na tym się znam.

Wydaje się, że 10 proc. to mało, ale gdy się zastanowić, to np. w Indiach przy liczbie dziennych zakażeń ponad 300 tys. to wychodzi ok. 30 tys., 2 kwietnia w Polsce było 30 tys. nowych przypadków – co daje nam ok. 300 osób.

Nie spotkałem się z publikacjami, które łączyłyby wpływ warunków meteorologicznych na wzrost nowych przypadków w Indiach.

Czytałem kilka artykułów, które mówiły o wpływie jednego parametru, mój zespół poszedł dalej. Badaliśmy kilka parametrów, ich korelację (zależność) i współdziałanie na transmisję koronawirusa.

W ten sposób udało nam się stworzyć regułę. Jeżeli danego dnia występuje niska temperatura, jest mało słońca, wilgotność powietrza jest albo niska, albo wysoka – to powinniśmy zdawać sobie w tym momencie sprawę, że transmisja koronawirusa będzie dużo większa.

Mapa stacji synoptycznych analizowanych w badaniuMapa stacji synoptycznych analizowanych w badaniu IMGW-CMKP

Możemy się spodziewać w tych dniach większej liczby zakażeń?

Tak, ale nie od razu. Wzrost zakażeń będzie widoczny po kilku dniach. Wiemy o tym, ponieważ do badania powołaliśmy interdyscyplinarny zespół, który składał się z pracowników naukowych Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej oraz Centrum Medycznego Kształcenia Podyplomowego. Zespół mógł dokonać poprawnej interpretacji naszych badań, ponieważ my jesteśmy specjalistami od prognozowania, modelowania pogody. Nie jesteśmy specjalistami od epidemiologii. Interpretacja tego obszaru należała do kolegów z CMKP.

To nam pozwoliło ustalić, że czasowe opóźnienie wynosi ok. 10 do 14 dni. Gdybyśmy mieli takie warunki pogodowe, o których mówiłem, to dopiero za 10 czy 14 dni będziemy obserwować jej skutki i jest to zgodne z wiedzą na temat biologii wirusa.

Nasze oszacowanie o wylęganiu wirusa od 10 do 14 dni z powodu zmieniających się warunków atmosferycznych pokrywa się z badaniami epidemiologicznymi. I pewnie też dlatego, biorąc pod uwagę, że wirus potrzebuje ok. dwóch tygodni, niektórzy mają problem z interpretacją naszych badań.

Uczenie maszynoweUczenie maszynowe IMGW-CMKP

Zastanawiam się, czy pogoda może mieć też wpływ na liczbę ofiar śmiertelnych na COVID-19? Do tej pory nie wspominał pan o wietrze, który przecież roznosi zarazki.

W naszych badaniach oczywiście uwzględniliśmy również wpływ wiatru. Analizowaliśmy kilkanaście parametrów atmosfery, korzystając z różnych metod matematycznych opisu zjawisk, analiz statystycznych i probabilistycznych, używaliśmy metody korelacji krzyżowej, żeby wyznaczyć współczynnik korelacji pomiędzy dwoma czynnikami z uwzględnieniem przesunięcia czasowego o którym mówiłem, żeby zbadać kiedy następuje największa korelacja tych przebiegów różnych parametrów.

Analizowaliśmy temperaturę maksymalną, usłonecznienie, wilgotność, temperaturę minimalną oraz wiatr i okazało się, że dominującym wpływem jest jednak temperatura maksymalna. Zauważyliśmy, że inaczej ten wpływ kształtuje się na liczbę nowych zakażeń a inaczej na liczbę zgonów. Przepis na wzrost liczby zakażeń podawałem już wcześniej.

Jeśli zaś chodzi o wzrost liczby ofiar śmiertelnych, zauważyliśmy, że czynnikiem dominującym jest wilgotność względna. Drugim czynnikiem jest temperatura, a dopiero potem usłonecznienie.

Badaliśmy oczywiście wpływ wiatru i okazało się, że nie oddziałuje on w sposób zasadniczy na transmisję koronawirusa. Wspomaga jego propagację. To prawda. Większe podmuchy wiatru mogą rozsiewać kropelki wirusa na kolejne obszary. Ale badania nie pokazały widocznej zależności tego czynnika na wzrost liczby zakażeń.

Przed nami letni sezon. W ubiegłym roku wielu Polaków zapomniało na wakacjach o koronawirusie.     

Latem może pojawić się sytuacja, że przy zmianie frontów atmosferycznych może nastąpić duży spadek temperatury. Jeżeli zmieni się sytuacja baryczna nad Polską i z 30 st. C temperatura spadnie do 10 st. C, do tego będzie deszczowo, duże zachmurzenie i wzrośnie wilgotność, to taka zmiana może przyczynić się do zwiększenia transmisji wirusa. 

Wspominałem, że pogoda na propagację wirusa SARS-COV-2 ma wpływ od 10 do kilkunastu procent.  Jest tylko jednym z wielu elementów, który składa się na całościową transmisję koronawirusa. Nie możemy upatrywać przyczyny transmisji koronawirusa tylko w zmianach zachodzących w atmosferze ziemskiej. 

Pamiętajmy też o regionalizacji. Jeżeli na jeden z obszarów nachodzi front niżowy z zachodu i będzie padało, czyli nastąpi wzrost wilgotności, to wówczas możemy się tam spodziewać podatności na zakażenia w większym stopniu aniżeli na wschodzie Polski, w miejscu, w którym będzie ciepło i słonecznie.

Pogoda a transmisyjność koronawirusaPogoda a transmisyjność koronawirusa IMGW-CMKP

A trzecia fala? Jak ją pan wytłumaczy?

Szczególnie w lutym obserwowaliśmy duże gradienty temperatury pomiędzy wschodem i zachodem Polski. Z jednej strony było albo bardzo ciepło i temperatura dochodziła do 20 st. C, było bardzo duże nasłonecznienie, a w drugiej części Polski panowały bardzo niskie temperatury i jednocześnie duża wilgotność. Prawdopodobnie te zmiany mogły przyczynić się do trzeciej fali pandemii.

Pragnę zwrócić uwagę na jeszcze jedną bardzo ważną rzecz. My, jako Polacy, mamy tendencję do tego, żeby nie przestrzegać zasad. Jeżeli nie będziemy się stosować do zaleceń epidemiologów, to my z tym koronawirusem nie wygramy. Zostanie z nami jak grypa.

Tak mówi wielu specjalistów, że COVID-19 już z nami zostanie. I mam wrażenie, że w Polsce fale zakażeń SARS-COV-2 pokrywają się z falą grypy.

Charakter zjawiska jest podobny, ale nie można zastosować skali 1:1.

Chcę też podkreślić, że wyniki, które uzyskaliśmy, dotyczą zeszłego roku, więc nie można ich dokładnie przekładać w skali 1:1 do bieżącej sytuacji. Potencjalnie widać istotne różnice: początkowe słabe nasycenie populacji wirusem na początku 2020 (teraz pewnie spora część populacji miała z nim kontakt), bieżąca dominacja innej mutacji wirusa o zwiększonej transmisyjności (tj. wersja brytyjska, południowo afrykańska, indyjska), a co za tym idzie także możliwe inne kanały transmisji ze względu na zwiększoną podatność na zachorowalność osób w młodszym wieku w stosunku do sytuacji z dominującym szczepem wirusa w roku 2020. W ubiegłym roku raczej obserwowało się dominację zachorowań osób w podeszłym wieku.

Są osoby, które kwestionują koronawirusa i są takie, które przeraźliwie się go boją. I prawie nie wychodzą z domu.

Mieszkania to inna sytuacja, aczkolwiek możemy zastosować pewną analogię. Jeżeli w przysłowiowym M-3 jest ciepło, włączone jest ogrzewanie, a okna są szczelnie zamknięte, to automatycznie wzrasta wilgotność. Oznacza to, że tworzą się warunki sprzyjające do transmisji wirusa. Osoba przebywająca w takim pomieszczeniu jest bardziej podatna na infekcję niż na świeżym powietrzu. Zalecam wietrzenie mieszkań, aby nastąpiła wymiana mikroatmosfery. Unikajmy też wzrostu wilgotności w mikroskali w mieszkaniach.

Jeśli chodzi zaś o pogodę, to teraz (27 kwietnia) w Warszawie jest słonecznie, temperatura jest niska – warunki są średnie, jeżeli chodzi o transmisję koronawirusa. Jeszcze dwa, trzy dni temu, kiedy były opady deszczu i była większa wilgoć, ryzyko było większe.

Zamiast siedzenia w domu, w najbliższych dniach zalecam spacery na świeżym powietrzu. Z prognoz wynika, że do końca pierwszej dekady miesiąca temperatura wzrośnie i będzie więcej słońca, więc jeszcze będzie bardziej bezpiecznie, jeśli chodzi o warunki meteorologiczne w kontekście transmisji koronawirusa. Pozostaje nam śledzić prognozy pogody Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej -Państwowego Instytutu Badawczego, które są sprawdzone naukowo.

Więcej o: