氣象與健康交叉融合發展及其概念演進

王式功，尹 立，彭 浩，王嘉鑫，蘇秋芳，張祥健

（1.成都信息工程大學環境氣象與健康研究院，四川 成都610225；2.攀枝花市中心醫院氣象醫學研究中心，四川 攀枝花617000；3.海南省第二人民醫院氣候醫學臨床研究中心，海南 五指山572299）

1 氣象與健康交叉融合發展歷程

1.1 世界文明古國哲學思想和醫學理論的引領

1.1.1 中國古典哲學思想和中醫理論的引領

“天人合一”反映了天人關系的理想狀態，強調人對自然的依存與適應關系，是中國古典哲學思想重要內涵之一，最早出自《莊子·逍遙游》一篇文章中[1]，在莊子的《齊物論》中也提出:“萬物與我并生，天地與我唯一?！敝鲝埢貧w大道，歸根復命。此哲學思想與中國最早醫學典籍《黃帝內經》中反復強調的“人與天地相參也”、“與天地如一”的核心理念是一脈相承的，中醫理論中更贊成“天人相應”的表達，兩者都同屬于“天地合氣，命之曰人”的中國古代先哲五氣化生理論，由此搭建了人體生命規律現象與天之日月星辰、季節更替和地之九宮八方、地形地貌間的時空聯系。據此，古代天文學家通過對日月星辰運行規律的天象觀監和推演，初步掌握了人類自身與自然界五氣的對應化生關系?！饵S帝內經》還認為，人與自然息息相關，是相參相應的，自然界的運動變化無時無刻不對人體發生影響。其中《素問·寶命全形論》曰：“人以天地之氣生，四時之法成”，是說人和宇宙萬物一樣，是稟受天地之氣而生、按照四時（季）的法則而生長。人生天地之間，必須要依賴天地陰陽二氣的運動和滋養才能生存。人體的內環境必須與自然界這個外環境相協調一致，要求人對自然要有很強的適應性?！鹅`樞·五癃津液別》說：“天暑衣厚則腠理開，故汗出?！旌畡t腠理閉，氣濕不行，水下留于膀胱，則為溺與氣?！狈从吵鲎匀画h境對人體生理產生影響，闡述的是人體水液代謝對外界氣候環境的適應。人的脈象通常表現為春弦、夏洪、秋毛、冬石，同樣是由于人體氣血對春、夏、秋、冬四季氣候變化所做出的適應性反應，以此達到與外環境的協調統一。如果人們違背了春生、夏長、秋收、冬藏的養生規律，就有可能產生病變。即使一日之內、日夜之間，人體也會隨天陽之氣的盛衰而相應變化。如果違反了晝夜變化的客觀規律，人體也會受到損害?！饵S帝內經》也率先提出了“氣象醫學”的概念[1]，認為人體功能隨月亮盈虧而變化，應四時（季）變化而呈現陰陽消長，臨床辨證也必須因時因地制宜等。此外，中醫五運六氣學說也是解釋自然界（天文、氣象等）的天時氣候變化對人體影響的一種學說。2005 年劉炳權和唐玉蘭編著出版的《中醫氣象學》[1]中明確指出：“《黃帝內經》首先提出了氣象醫學的概念”、“現代中醫學家大多認為中醫氣象學就是五運六氣學說（簡稱“運氣學說”）?！?/p>

1.1.2 “西方醫學之父”的先驅貢獻

與我國戰國年代同期的、被譽為“西方醫學之父”的古希臘著名醫學家希波克拉底（公元前460年—370 年）在《空氣運動、水和地域》[2]中論證了自然環境對人體健康的影響，指出“想要正確學習醫學的人必須熟悉以下科目：首先，必須考慮一年中每個季節的氣候影響以及它們之間的差異；其次，必須研究暖風和冷風，包括每個地方共有的風和特定地區特有的風；最后，不能忘記水對健康的影響，正如它的味道和重量不同一樣，它對身體的影響也不同?！贝岁U述提醒相關醫生，需在辨證施治過程中先找出致病原因，注意病人所處的氣候生態環境狀況。這些既反映了人體疾病發生與氣象環境之間的密切關系，又強調了理論與實踐緊密結合的重要性。

1.2 生物氣象學的發展奠定了理論雛形

1.2.1 中國古代二十四節氣的確立

古人云：“民以食為天”，我國是世界上最早進入農耕生活的國家之一，農業生產迫切需要能反映農事節氣的歷法作指導，以便恰當把握農事時節，保障糧食生產豐收，確保古人賴以生存物質基礎?；诖?，二十四節氣（立春、雨水、驚蟄、春分、清明、谷雨、立夏、小滿、芒種、夏至、小暑、大暑、立秋、處暑、白露、秋分、寒露、霜降、立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒）便應運而生。它于中國先秦時期開始訂立、漢代完全確立的用來指導農事的補充歷法，是通過觀察太陽周年運動，認知一年中時令、氣候、物候等方面變化規律所形成的知識體系。每個節氣的名稱都精辟地反映出當時的氣候特點，對農業生產和民眾防病養生都有重要指導作用。隨著農耕工具的普遍應用和農事活動的日益精細，順應天時來安排農事活動變得越來越迫切，二十四節氣也逐步得到完善?！饵S帝內經》參照了傳統天文歷法當中天象、物候、氣溫、降水等二十四節氣時序變化規律，將其與生命的內在活動有機結合起來，極大地豐富了對二十四節氣的醫學認知[3]。張廷樞[4]于1991 年編著出版的《中醫氣象學》中也論述了中國古代天文歷法建立與中醫氣象學的形成與發展?？傊?，二十四節氣是我國勞動人民獨創，既是世界天文史上的一個重要發現，更是生物氣象學科理論構建的先驅成果之一，蘊含著中華民族的璀璨文化認同和崇高價值取向。因此，2016 年11 月30 日，二十四節氣被正式列入聯合國教科文組織人類非物質文化遺產代表作名錄。

1.2.2 國際生物氣象學發展的推動作用

歐美諸發達國家隨著工業革命的不斷深入、社會經濟的大發展和民眾文明健康意識的不斷提高，生物、醫學、氣象、地理等學科的專家從不同角度逐漸對氣象、生態、環境與人類健康問題開始關注，值此，生物氣象學及其主要分支的人類生物氣象學的研究于20 世紀30 年代開始出現。首先是德國的法蘭克福大學小兒科主任德路特首次用現代統計方法分析了天氣與疾病的關系；美國伊利諾斯大學病理科主任Petersen 教授系統地進行了氣候對疾病及療養方面的研究；1955 年S.W. Tromp 博士在荷蘭建立了生物氣象研究中心，同年發起成立國際生物氣象學會的倡議，獲得國際上100 多位相關科學家的支持。1956 年正式建立了國際生物氣候及生物氣象學會（現稱國際生物氣象學會），人類生物氣象（或稱醫療氣象）便成為生物氣象的一個重要分支。1957 年在奧地利召開了第一屆國際生物氣象研討會，之后每3 年在不同國家舉辦一次，后續各屆舉辦年份和地點如表1 所示[5]。

表1 歷屆國際生物氣象學會年會舉辦時間、地點信息統計

歷屆會議中人類生物氣象學都是重要交流內容之一，歸納起來主要進行了下列幾方面的交流與研討：（1）生物氣象人才培訓方法，生物氣象學的實驗與研究方法，生物氣象學的統計分析方法等；（2）高山生物氣象學，熱帶生物氣象學，世界疾病的流行與生物氣候分類，人類生物氣候區劃等。（3）大氣環境（包括大氣電磁及磁場、地球外電磁和微粒輻射、重力場、大氣污染等）對人類健康影響及其生物效應。（4）氣象條件對生殖的影響，如氣壓對人類生育的影響，生育的季節變化，人類對氣象應激反應耐受的種族差異，老年人對氣象應激反應等，多方位探究氣象與生命現象的奧秘；（5）氣候環境舒適度的改善對工作效率的影響，自然環境及負（氧）離子的健康作用，各種氣象指數的應用及其適宜性等；（6）高溫熱浪對人類健康的影響，高溫熱浪與死亡及發病的關系，熱環境對人類的影響，炎熱氣候對職業人群的影響，噪音對人體健康的影響，寒冷刺激對人體生理特征、心腦血管和呼吸道疾病及死亡的影響，干熱與干冷環境對人體皮膚的影響等；（7）氣候療養，空氣負離子，離子及帶電顆粒的生物效應，城市生物氣象學等；（8）人體生物節律和周期分析，月亮的盈虧對人群健康的影響，氣象條件與花粉對人體過敏的影響等；（9）醫療氣象預報的方法及應用，動量平衡模型在預測人體舒適方面的運用等，未來的業務開展形式等；（10）氣溫對人體免疫系統的影響，遠紅外線對睡眠影響的動物實驗，冷脅迫與熱脅迫對呼吸和循環系統影響的動物實驗等；（11）氣候變化及其極端天氣和氣候對人類健康的影響，氣候變化與健康適應，未來氣候變化的健康影響預估。

1.3 殊途同歸，雖稱謂各異，但內涵趨同

1.3.1 中醫氣象學（氣象醫學）的發展

秉承“天人合一”中國古典哲學思想，中醫理論經典《黃帝內經》認為，人與自然息息相關，是相參相應的，自然界的運動變化無時無刻不對人體產生影響，提出“天人相應”理念。其中《素問·寶命全形論》曰：“人以天地之氣生，四時之法成”，是說人和宇宙萬物一樣，稟受天地之氣而生、按照四時（季）的法則而生長。人生天地之間，必須要依賴天地陰陽二氣的運動和滋養才能生存?！吨嗅t氣象學》序言介紹：“人體是個小宇宙，而自然是個大宇宙，小宇宙處在大宇宙之中，時刻都受到大宇宙的影響，因此四時（季）不同，節氣不同，便各有其多發病。中國古代氣象醫學與現代醫學中的“生物鐘醫學”有相似之處，把氣象醫學應用于臨床治療和保健之中，有其獨特的效果?！痹凇爸嗅t氣象學含義”一節中指出：“中醫氣象學是在中醫理論體系指導下，研究各種氣象條件對人體健康、疾病的影響，根據發病時間和氣象變化進行辨證論治?！爆F代中醫學家多認為中醫氣象學的內涵主體就是五運六氣學說，它是中醫學探究氣象（含天文）變化規律與人體生理、病理、養生等關系的一門學科，該學說最早在《黃帝內經》（公元前403 年—公元前221 年）中的《素問·天元記大論》、《六微旨大論》、《至要真大論》等?！吨腥A醫學百科全書·醫學信息學》[6]中，將氣象醫學信息作為一節，從氣象醫學信息服務、氣象疾病預測預報兩方面做了概括介紹。

1.3.2 人類生物氣象學概念的由來與發展

生物學和氣象學都屬于自然科學中的不同分支學科，但從科學層面，人類對前者的需求和認知似乎要早于后者，并且從研究生物對氣象條件的需求與相應甚至早于氣象學科本身。經過長時間的探索與研究，國際生物氣象學會（1956 年成立）于1970 年提出：“生物氣象學是研究地球及地球外大氣及小氣候中的理化環境對生活的機體（植物、動物和人類）的直接或間接影響的科學?！蓖ǔＳ挚煞譃槿祟惿餁庀髮W、植物生物氣象學和動物生物氣象學等不同分支學科。其中，人類生物氣象學是研究氣象環境變化對人體影響規律的科學，它是氣象學與醫學交叉的一門邊緣性的學科，主要研究氣象環境與人體生理、病理的關系及其機理，并建立基于氣象環境變化的疾病風險預報方法，既是生物氣象學的一個分支，也是預防醫學的重要組成部分之一。追根溯源，人類生物氣象學是觀察和研究人體受氣象環境變化影響而產生的生理和病理響應程度為依據，逐漸發展起來的，最具代表性的論著是1963 年荷蘭生物氣象學家S.W. Tromp 在國際生物氣象學雜志上的Human Biometeorology 論文[7]，隨后又出版了專著《Human Biometeorology》。1986 年國內學者夏廉博也編著出版了《人類生物氣象學》一書[8]。

1.3.3 醫學（療）氣象學的由來與發展

在大氣科學領域，應用氣象學作為二級學科之一，包含了若干個分支學科，其中醫學（療）氣象學就是應用氣象學的主要分支學科之一。醫學（療）氣象學是氣象學與醫學交叉的、從氣象要素影響的角度研究其對人體健康影響的一門科學，其研究內容包括氣象因素對人的生命活動的積極和消極的影響、氣象因素致病或康養的機制與規律等。

受中醫氣象學（氣象醫學）的啟發和引領，醫學（療）氣象學首先關注的是不利的天氣或氣候條件（如高溫熱浪、低溫寒潮等）對某些氣象敏感性疾?。ㄈ绾粑到y疾病、循環系統疾病等）的誘發作用，探尋兩者的關系及誘發規律與機制，進而將其應用于相關疾病風險預防，達到減少疾病發生或減輕疾病發病程度之目的。然后，通過一系列對氣候（人體）舒適度及其與人群發病之間關系的研究發現，全鏈條的氣候舒適度，可劃分為“熱不舒適域”、“廣義舒適域”和“冷不舒適域”三段，其中，熱不舒適（也稱為熱脅迫）與冷不舒適（也稱為冷脅迫）都易誘發相關呼吸或循環系統等氣象敏感性疾病，產生健康危害[8]；而氣候處于廣義舒適域時，則對相關人群會產生氣候康養效應，特別是處于最佳舒適溫度閾值時，則通常對應人群呼吸系統疾病或循環系統疾病發病乃至死亡的最低風險點，展現出追求氣候舒適、就可享受氣候康養。至此，醫學（療）氣象學的關注點拓展為趨利避害并舉的學科理念，進一步豐富和發展了學科內涵，更貼近于民生需求，也能更好地服務于民眾健康。

綜上所述，氣象與健康交叉學科的發展，盡管相關學科的著眼點、切入點各異，稱謂不同，但其學科內涵和目標都具有趨同性，都是探究天氣與氣候變化對相關人群生理、病理及養生的影響與機制，都是服務于相關人群健康，促進人類健康水平提高。因此，從助力全民大健康的需求出發，關于氣象與健康的研究機構也隨之不斷呈現。例如，2010 年蘭州大學批準成立“氣象環境與人體健康研究中心”；2011年，經上海市科委批準，依托上海市氣象局建立“上海市氣象與健康重點實驗室；2021 年7 月21 日天津市“健康氣象交叉創新中心”揭牌儀式暨健康氣象研討會在天津市氣象局舉行。值此，健康氣象（學）這一概念從更寬廣的視角、更豐富的內涵、更普通的語言展現出氣象與健康交叉學科發展殊途同歸、目標趨同的新高度。

2 氣象與健康交叉學科其它相關概念淺釋

2.1 氣象敏感性疾病

氣象通常包括天氣和氣候兩方面，氣象敏感性疾病是指易因天氣和氣候異常變化而誘發或加重的相關疾病，主要包括呼吸系統疾病、循環系統疾病、消化系統疾病、神經系統疾病、泌尿系統疾病、內分泌和代謝系統疾病、精神和心理疾病以及部分傳染性疾病等。它隨天氣與氣候變化的關系主要表現為：（1）即時性，即隨著溫度、氣壓、濕度、風速等諸多氣象要素在短時間內的急劇變化，人體無法及時做出適應性改變，從而立馬誘發或加重相關疾病。（2）滯后性（或累積性），表現為階段性或季節性天氣與氣候變化的累積效應對相關人群健康狀況或誘發疾病程度所產生的滯后影響。（3）發病風險的可預測性，由于此類疾病的發生往往與天氣驟變密切相關，而天氣與氣候變化是可以預測的，故其發病風險具有可預測性，其預測結果可作為提前預防的參考依據。

2.2 氣候（人體）舒適度

若以客觀評價氣候本身的舒適程度為目的，通常將其稱為“氣候舒適度”；若從人體對氣候狀況感知的角度對其舒適程度進行評判，則通常稱其為“人體舒適度”；兩種稱謂與著眼點不同有關，沒有本質差別。氣候（人體）舒適度是用來衡量不同氣候區、不同季節、不同氣候條件下人體對由氣溫、濕度、風速、日照等多要素構成的氣候狀況的感覺舒適程度的指標，是用于客觀量化評價某地天氣和氣候隨時間變化所反映出氣候舒適程度的重要指標，也是構建諸多健康氣象指數的關鍵參數之一；其所表征的“熱不舒適”、“廣義舒適”、“冷不舒適”等的氣候舒適程度恰恰展示了其對人體健康的利、弊影響，因此它成為構建諸多氣候宜居地評價標準的關鍵指標，具有重要理論意義和實用價值。其相關研究與構建的開端可追溯到20 世紀早期，之后不斷有新進展，其表征模型可歸納為經驗模型和機理模型兩大類。

2.3 氣候舒適偏離度

關于氣候舒適度與相關人群發病乃至死亡關聯性的諸多研究表明，氣象敏感性疾病發病乃至死亡的最低風險氣溫區間與人體感覺最舒適的溫度范圍十分吻合，生理學家將此描述為人體幾乎沒有受到氣候環境明顯冷/熱脅迫，亦即人體生理熱平衡調節的能耗低點。由此表明，若偏離最舒適溫度區間，人體就會受到不同程度的冷或熱脅迫，導致了相關人群氣象敏感性疾病發病/死亡風險增加，偏離程度越大風險越大。因此，可將氣候舒適度偏離最佳舒適度閾值的程度，稱之為“氣候舒適偏離度”，其本質是可由此表征和度量氣象敏感性疾病發病乃至死亡風險。

2.4 氣候康養（效應）

氣候康養秉承“天人相應”、“順應自然”的中醫養生理念，以尋求優質氣候生態環境為依托，以氣候、森林、溫泉、海濱等療法為主要手段，將優質或獨特的氣候生態環境等自然資源、醫療資源、人文資源、藥食資源、運動資源等多種康養資源恰當融入觀光游憩、養生養老等系列康養活動中，并借助優質交通食宿的配套設施和良好服務，從氣候趨利避害的角度，使康養人群得到氣候脅迫減負，達到提高自身免疫力、自愈力和健康水平，促進其身心逐漸趨于最佳健康狀態的康養旅游（居）活動。通過改善生活氣候環境，從而降低或規避相關人群健康風險所取得的康養成效，就可以認為是其獲得的“氣候康養效應”。

2.5 人類氣候生態位

2020 年南京大學生命科學學院徐馳課題組與歐洲和美國學者組成的生態學、考古學和氣候學交叉合作團隊，通過分析考古數據重建過去人口分布并與現狀對比發現，人類文明在過去6 000 年來分布在一個高度穩定的氣候條件區間，即年平均溫度處于10～20 ℃（最佳區間為13～15 ℃，印度次大陸除外），將其稱為“人類氣候生態位”（Human climate niche）[11]。

人類氣候生態位是指適宜人類生存的氣候區間范圍。從氣候康養的角度，對人類氣候生態位開展了進一步細化、延伸與拓展，可衍生出幾個亞生態位。

2.5.1 人類地域氣候生態位

長期居住在寒帶、溫帶、亞熱帶、熱帶等不同氣候帶以及平原氣候、山地氣候、高原氣候、海濱氣候、熱帶雨林氣候等不同區域氣候控制下的居民，其機體對于溫度、濕度、氣壓等氣象要素的適應性及敏感性必然會不同，長期適應進化的結果，使其氣候生態位產生明顯的地域氣候性差異。

2.5.2 人類年齡氣候生態位

由于人體的機能、身體狀態等在不同的年齡段存在較大差異，尤其是隨著年齡的增長，人體機能會逐漸衰退，特別是到了老年時期，身體對于極端高（低）氣溫或氣象要素短時間內的劇烈變化均不能很好地適應，由此易誘發或加重相關氣象敏感性疾病、造成健康損傷，此時其氣候生態位的跨度明顯變窄，適應能力顯著變差。因此，呈現出人類氣候生態位隨年齡段而變化的特征。

2.5.3 人類不同健康狀態氣候生態位

處于3 種健康狀態下的人群，其氣候生態位存在差異，其中，健康人群各方面機能、適應性較強，氣候生態位較為寬泛；亞健康狀態和疾病狀態人群，其免疫功能和自愈力都下降、身心素質減弱、適應能力衰退，相比健康人群其氣候生態位范圍明顯縮減，尤其是患有過敏、呼吸道疾病和心腦血管疾病等氣象敏感性疾病人群，其氣候生態位也發生明顯變化，需從氣候環境趨利避害的角度，借助氣候環境減負和適度藥物治療并舉的方式，從根源上加快其健康狀態的恢復。

2.6 多源康養資源挖掘與多維度康養服務

氣候康養是以優質氣候資源為基礎，涉及多方面、多維度，內容豐富。若按照“三位一體+六個維度”的理念進行康養資源挖掘及多維度康養服務體系建設，其內涵為：將地下的溫泉資源、地表的生態環境資源和低層大氣的氣候資源，三位一體有機結合起來的自然康養資源、外加各種人文康養資源統籌挖掘；再從“感覺舒適、視覺享受、精神療養、膳食滋補、活力激發、健康風險緩解”6 個維度構建康養服務體系，以氣候康養服務技術與產品開發為支撐，因地制宜地開展全方位多角度的綜合康養服務。

3 結語

健康中國已上升為國家戰略，人們對美好生活的追求已成為時代的主旋律。氣象與健康交叉融合發展已是大勢所趨、民心所望，它既是對“天人合一、順應自然”理念的繼承與發展，又是科學應對氣候變化和人口老齡化的重要舉措，前景廣闊、意義非凡。希望本文的梳理對促進這一新興交叉學科的發展及應用有所裨益，更期盼越來越多的仁人志士參與其中，將其發揚光大、造福人類。