暑さによる健康リスクには湿度も大きく影響する - 東大が世界規模調査で解明

東京大学(東大)は8月20日、43の国と地域における739都市を対象に、湿熱(湿度と気温)と死亡リスク(湿熱環境での健康影響)を調査する世界規模での研究を実施した結果、気温に加えて湿度を考慮した湿熱指数は気温単独の場合と比べて、米国の沿岸部や五大湖地域およびペルー、韓国、そして日本において死亡リスクと高い関連を示すことが明らかになったと発表した。

同成果は、東大大学院工学系研究科の沖大幹教授、東大大学院医学系研究科の橋爪真弘教授、同キム・ユンヒ准教授、東大大学院工学系研究科のゴー・チャン大学院生(現東大大学院医学系研究科特任研究員)、東大大学院工学系研究科の木野佳音助教、東大生産技術研究所の芳村圭教授らの共同研究チームによるもの。詳細は、米国科学アカデミー紀要「PNAS」の姉妹誌で科学の幅広い分野を扱う学術誌「PNAS Nexus」に掲載された。

日本では、国土交通省気象庁と環境省が共同で、2021年から全国で「熱中症警戒アラート」を発表している。同アラートは「暑さ指数」の予測に基づくもので、この指数は「湿球黒球温度」とも呼ばれ、人体と外気との熱のやりとり(熱収支)が着目された指標だ。人体の熱収支に与える影響の大きい「湿度」「日射・輻射(ふくしゃ)など周辺の熱環境」「気温」の3つが考慮され、日常生活では25未満は注意、25以上28未満で警戒、28以上31未満で厳重警戒、31以上で危険とされる(運動時はまた異なる)。ただし、簡便さと観測や予測のしやすさから、熱中症および高温警戒情報に気温を予測指標として採用している国や地域も多いという。

しかし人間が感じる熱ストレスは、気温、湿度、風速、太陽放射など、複数の気候変数によって影響を受ける。近年、湿熱(または人間が感じる熱ストレス)への関心が高まっているが、異なる気候条件の各地域における熱中症警戒情報にどのような気温や湿度に基づく指標(湿熱指数)を用いるのが効果的であるのかについては、依然として分野の異なる研究者の間で意見が分かれており、喫緊の課題となっているという。この課題を探るために研究チームは今回、世界43の国と地域、739都市を対象に、世界最大規模の調査を行ったとする。

具体的には、日別死亡データと気象再解析データを利用し、湿球温度、湿球黒球温度、熱指数といった複数の湿熱指数と夏季の日々の死亡リスクとの関連について、各都市ごとに検証が行われた。湿熱指数が年間で最も高い10日間について、過去40年間にわたる評価を行った結果、湿熱指数によって熱ストレスが高い時期が異なることが判明。このことは、熱中症警戒情報の正確性と有効性を高めるため、適切な湿熱指数の選択が極めて重要であることを示唆しているという。

さまざまな湿熱指数に基づいて計算された、年間で最も熱ストレスが高い時期(湿熱指数が年間で最も高い10日間)の時間分布。湿熱指数間で時期が一致しないという結果が得られたとする。(a)は気温が年間で最も高い日が年始から何日目であるかが、(b～g)はその他の湿熱指数が気温の最も高い日からどのくらいずれているのかが示されている。(h～k)は4つの都市について、気温やさまざまな湿熱指数が年最大になる可能性の高い期間が赤で示されている(出所:東大プレスリリースPDF)

また今回の研究では、時間の経過とともに変化する要因と結果の関係を解析するための統計モデルである「Distributed Lag Non-linear Model」を用いて、さまざまな湿熱指数と日々の死亡データとの関連が分析された。さらに、各都市の気候や社会経済的指標が組み合わされ、異なる湿熱指標の性能に地域差が生じる要因も解析された。その結果、湿熱指数、中でも湿球黒球温度は、伝統的に指標として広く用いられてきた気温のみと比べ、特に米国の沿岸部や五大湖周辺地域、ペルー、韓国、そして日本において死亡リスクと高い関連を示すことが突き止められたとした。これは、これらの地域において気温と湿度の間の相関関係が弱いためであることも明らかにしたとする。

各都市における最もパフォーマンスの高い湿熱指数が、地域ごとにまとめられたもの。(a)気温および8つの湿熱指数のどれが最も死亡リスクを良く説明するかが色で示されている。(b)最も死亡リスクを良く説明できる気温および8つの指標の地域ごとの都市の数。気温(Tair)の説明性が最も高い都市が最も多い(222)のは、これらの都市では気温が高いと湿度が低いというように、気温と湿度の変動が連動しているため、気温だけで暑熱ストレスを表現できるからだという。湿球黒球温度の説明性が最も高い都市には、東アジアの都市(赤)が多い(出所:東大プレスリリースPDF)