新地圖顯示了由於全球變暖而哪些地區將受到瘧疾的威脅

新地圖顯示了由於全球變暖而哪些地區將受到瘧疾的威脅南非最長的奧蘭治河將更適合瘧疾。 理查德·范德·斯普伊 

在估計的 228百萬箱 全世界每年有93%的瘧疾,其中約405,000%在非洲。 對於全球XNUMX例瘧疾死亡,這一比例大致相同。

這就是為什麼要付出巨大努力來提供詳細信息的原因 當前瘧疾病例圖 在非洲,並預測未來哪些地區將變得更加脆弱,因為此類地圖對於控制和治療傳播至關重要。 蚊子種群可以對氣候變化做出快速反應,因此了解全球變暖對整個大陸瘧疾風險的影響也很重要。

我們剛剛在 自然通信 提供迄今為止最準確的畫面,說明非洲將(也將不會)在氣候上適合於瘧疾傳播。

瘧原蟲在溫暖和潮濕的地方where壯成長。 空氣溫度控制著傳播週期的幾個部分,包括蚊子的壽命,發育和咬人的速率。

如果溫度太高或太低,則瘧疾寄生蟲或在人與人之間傳播該寄生蟲的蚊子都將無法生存。 通過野外和實驗室研究,已經確定了這個合適的溫度範圍,並為當前預測氣候變化對瘧疾的影響奠定了基礎。

然而,地表水同樣至關重要,因為它為蚊子產卵提供了棲息地。 雖然大型河流中的水流無法為非洲媒介蚊子提供合適的幼蟲棲息地,但附近較小的水體(例如河岸池塘和洪氾區)可能具有很高的生產力,相關的灌溉方案或在景觀中任何地方形成的池塘和水坑也可以高產。

但是估算未來的地表水是很棘手的。 河流水位隨季節而波動,池塘和水坑出現和消失,而且很難準確預測從現在開始幾年將在哪裡進行養殖和灌溉。

以前的型號 整個非洲瘧疾傳播​​的適應性評估使用簡單的每月降雨總量來估算蚊子可提供多少棲息地。 相反,我們更詳細地研究了水體的形成。 當我們在模型中包括這些水文過程時,無論今天還是將來,我們都會觀察到不同的模式。

超出降雨

在熱帶地區,如果下雨很多,則蚊子會繁殖,該地區可能適合傳播瘧疾。 如果這個位置也在右邊 溫度範圍,我們可以說它在氣候上適合傳播瘧疾。 它目前可能尚未傳播,可能是因為該病已在該地區消滅,但氣候將適合該疾病的傳播。

新地圖顯示了由於全球變暖而哪些地區將受到瘧疾的威脅 埃及降雨不多,但尼羅河仍然有蚊子。 Nebojsa Markovic / Shutterstock

通常,這種方法行之有效,尤其是在整個非洲。 但這並不是地表水的真正作用。 舉一個極端的例子,尼羅河的大部分地區幾乎沒有降雨,但是 大量的蚊子 我們知道瘧疾在古埃及很普遍。

雨水可以滲透到土壤中,蒸發回大氣層,被植物吸收,當然也可以向下坡入河流和河流。 由於降雨並不總是與地表剩餘多少水相匹配,因此需要一種新的方法。

更複雜的模式

在我們最近的研究中,我們應用了 大陸尺度水文模型 估計地表水的可利用量。 這突顯了水文氣候適應性更為複雜和可以說更現實的模式。 與基於降雨的方法不同,我們的模型強調河流走廊是全年可能的傳播焦點。

新地圖顯示了由於全球變暖而哪些地區將受到瘧疾的威脅 今天對非洲瘧疾的氣候適應性。 請注意,這與瘧疾的實際存在不符,因為該疾病已在某些地方被根除。 自然通信, 作者提供

我們的工作表明,先前模型中明顯缺少的某些區域實際上適合於瘧疾傳播。 這包括尼羅河系統,在對瘧疾暴發的歷史觀測的支持下,我們對當今傳播的適用性的估計主要延伸到非洲的北海岸。

同樣,索馬里的尼日爾河和塞內加爾河以及Webi Juba河和Webi Shabeelie河的範圍超出了先前估計的氣候適宜範圍。 這一點尤其重要,因為人口傾向於集中在這些河流附近。

當我們將未來的水文氣候模型的預測與以前的降雨閾值模型的預測進行比較時,我們再次看到了差異。 兩者都表明,即使到了2100年,整個大陸的總面積也只有很小的變化。 最極端的全球變暖情景。 但是,一旦考慮了水文過程,我們觀察到水文氣候適宜地區的變化更大,預計變化的位置也大不相同。

新地圖顯示了由於全球變暖而哪些地區將受到瘧疾的威脅 在最極端的全球變暖情景下(RCP 2100),到8.5年瘧疾的適宜性將如何變化。 紅色=更合適,藍色=更少; 更大膽的顏色=更加確定。 自然通信, 作者提供

例如,在南非,適合性提高的區域並沒有集中在萊索託為中心的該國東部,而是預測適合性增強的區域將沿著卡利登河和奧蘭治河的路線延伸至與納米比亞接壤的邊界。 我們不再觀察到在整個南部非洲,特別是在博茨瓦納和莫桑比克,乾旱驅動的適宜性下降。

相反,整個西非的預計減少量更為明顯。 最大的差異是在南蘇丹,我們的水文方法估計未來的瘧疾適應性將大大降低。

以現實的方式將水引導通過景觀,描繪了當今和未來的非常不同的瘧疾傳播適應性模式。 但這只是第一步。

將最先進的水文和洪水模型嵌入到瘧疾適宜性的估計甚至本地瘧疾流行的預警系統中,我們還有很多工作要做。 現在令人興奮的挑戰是,在公共衛生機構要求的地方規模上開發這種方法,以幫助他們對抗這種疾病。談話

關於作者

馬克史密斯(Mark Smith),水研究副教授, 利茲大學 和水與行星健康全球教授克里斯·托馬斯(Chris Thomas), 林肯大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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