MORTKLIM

Themenbereich

Mortalität, Klima, Klimawandel, Österreich

Status

abgeschlossen

Zusammenfassung

Zunahme der relativen Mortalität (mit 95% Konfidenz-Intervall) in Abhängigkeit von PET Klassen (Physiologisch äquivalente Temperatur) für 1971-2007 in Wien.

Extreme meteorologische Bedingungen wie Hitzewellen können die Gesundheit der Menschen beeinflussen und letztendlich zu einem Anstieg der Sterblichkeitsrate führen. Klar ist, dass nicht ein einziger Faktor wie z.B. die Lufttemperatur als Auslöser angesehen werden kann, sondern zusammenwirkende Effekte verschiedener meteorologischer und/oder umwelthygienischer Faktoren. Der Sommer 2003 führt drastisch die Auswirkungen lang anhaltender extremer Hitzeperioden vor Augen.

Ziel des Projektes MortKlim war es den Zusammenhang zwischen thermischer Belastung und Mortalität in Österreich zu untersuchen.

Dazu standen tägliche aufgelöste Mortalitätsdaten aller neun Bundesländer für den Zeitraum 1970 bis 2007 zur Verfügung. In den Daten enthalten waren Informationen zum Geschlecht und zur Todesursache nach der ICD-Klassifikation enthalten. Die täglichen Daten unterliegen mehreren störenden Einflüssen, unter anderem erschweren Veränderungen in der Populationsgröße, in der Zusammensetzung der Bevölkerung und der ausgeprägte Jahresgang eine direkte Analyse des Einfluss der thermischen Belastung von Menschen. Mit einem mehrstufigen Filterverfahren wurde deswegen ein Erwartungswert der Mortalität ermittelt von den Episoden mit erhöhter Mortalität, wie Grippeperioden oder Hitzewelle, deutlich abweichen.

Die Daten wurden dem Messnetz der ZAMG entnommen und zwar pro Bundesland eine repräsentative Station. Um eine Abschätzung der zukünftigen klimatischen Entwicklung unter dem Einfluss des Klimawandels vornehmen zu können, wurden zusätzliche die beiden regionalen Klimamodelle REMO und CLM verwendet. Diese stellten in den beiden SRES-Szenarien A1B und B1 Daten bis zum Ende des 21. Jahrhunderts zur Verfügung. Um kurzfristige Anpassungsprozesse die im Laufe eines Jahres auftreten berücksichtigen zu können wurden die Stations- und Modelldaten nach dem HeRATE (Heath Related Assessment of the Thermal Environment) modifiziert. Dieses Verfahren hat zum Ziel Hitzeperiode die früh im Jahr auftreten, stärker zu bewerten, als vergleichbare Hitzewellen im Spätsommer.

Einfache meteorologische Parameter sind nicht in der Lage die auf den Menschen wirkende thermische Umgebung adäquat zu beschreiben. Aus diesem Grund sind human meteorologische Parameter, die alle relevanten meteorologischen Größen (Lufttemperatur, Wasserdampfdruck der Luft, Strahlungsterme und Windgeschwindigkeit) mit den thermo-physiologischen Größen (metabolische Rate, Alter, Größe, Geschlecht, u.a.) verknüpfen vorzuziehen. In der Untersuchung wurde in erster Linie die Physiologisch Äquivalente Temperatur PET, die auf dem Münchener Energiebilanz Modell für Individuen MEMI basiert, verwendet. Die Berechnung von PET auf Basis der Stations- bzw. Modelldaten erfolgte mit dem RayMan-Modell.
Hitzebelastung tritt in Österreich im Winterhalbjahr nicht auf, deswegen wurde die Analyse auf Monate April bis Oktober beschränkt.

Ein klassenbasierter Ansatz konnte zeigen, dass die Tage mit mäßiger, starker und extremer Wärmebelastung in Österreich durch deutlich erhöhte Mortalitätswerte gekennzeichnet sind. In der höchsten Belastungsklasse, die durch mittägliche PET >= 41 °C gekennzeichnet sind, nimmt die Mortalität im Mittel im Untersuchungszeitraum um 11.2 % zu, wenn die Gesamtmortalität im Bundesland Wien, d. h. Männer und Frauen und alle Todesursachengruppen betrachtet wird. Dem gegenüber steht ein weiter Bereich des thermischen Komforts (PET <= 29 °C) in dem die Mortalität geringfügig unter dem Erwartungswert liegt. Alle Unterschiede zwischen den Klassen waren signifikant (Signifikanzniveau 95 %). Wie bereits in früheren Studien festgestellt, weisen Frauen eine geringfügig höhere Mortalität bei thermischer Belastung als die Männer auf, die Unterschiede sind jedoch in Österreich in keinem Bundesland signifikant. Besonders gefährdet sind auch Patienten mit Herzkreislauf- oder Atemwegserkrankungen, die an Tagen mit extremer Wärmebelastung eine signifikant erhöhte Mortalität gegenüber der Betrachtung der Gesamtmortalität aufweisen.

Grundsätzliche regionale Unterschiede zwischen den Bundeländern konnten nicht festgestellt werden. Allgemein nimmt die Signifikanz der Ergebnisse in Richtung Westen (Alpen) und Süden ab, was auf die geringeren Bevölkerungszahlen und größere klimatische Differenzierung im Alpenraum zurückzuführen ist. Die deutlichsten Zusammenhänge ergaben sich in den nördlichen Bundesländern, allen voran in Wien.

Die Szenarienanalyse auf Basis der beiden regionalen Klimamodelle ergab eine deutliche Zunahme der Belastungstage bis zum Ende 21. Jahrhunderts. Die Zunahme war im A1B Szenario größer als im B1 Szenario. In den kommenden 30 Jahren sind jedoch in keinem Modell und Szenario signifikante Änderungen gegenüber dem Untersuchungszeitraum zu erkennen. Ohne Anpassung, d. h. bei gleichbleibender Beziehung zwischen thermischer Belastung und Mortalität sind in diesem Fall deutliche Zunahmen der hitzebedingten Mortalität zu erwarten. Hinweise, dass langfristig ein Rückgang der Mortalität bei thermischer Belastung zu verzeichnen ist, sind jedoch bereits im Untersuchungszeitraum zu erkennen. Nichts desto trotz sind Anpassungsmaßnahmen notwendig um die negativen Auswirkungen der zur erwartenden Erwärmung möglichst minimal ausfallen zu lassen.

Projektziele

Prüfung bzw. Auswahl einer möglichen Methodik für die Kopplung zwischen Klima und Mortalität in Österreich. Entwicklung eines Hitzewarnsystems

Methodik

Daten:
Mortalitätsdaten von Österreich 1970 bis 2007 getrennt nach Bundesland, Geschlecht, Altersgruppe, Todesursache
Klimadaten: Wahl einer repräsentativen Station pro Bundesland, Periode 1970 bis 2007, Berechnung von PET (Physiologisch äquivalente Temperatur)
Regionale Klimamodelle REMO und CLM, 2 Emissionsszenarien A1B und B1 für den Zeitraum bis 2100

Methodik:
Regressionsbeziehung zwischen PET und Mortalitätsdaten herstellen, Berücksichtigung der kurzfristigen Anpassung gemäß HeRate (Koppe, 2005 bewertet früher im Jahr auftretende Hitzeperiode stärker als vergleichbare Hitzewellen im Spätsommer)
Anwendung der Regressionsbeziehung PET-Mortalität auf zukünftige Klimaszenarien mit und ohne Berücksichtigung der langfristigen Anpassung (Veränderung der im Verlauf der Periode 1970 bis 2007 gefundenen Sensitivität)

Ergebnisse

Hitzewarnungen:

http://www.zamg.ac.at/wetter/ausflug/hitzeindex/

W. Marktl, E. Koch, A. Matzarakis, S. Muthers:

Klima beeinflusst Mortalität

. Österreichische Ärztezeitung 25, 10: 64-69

S. Muthers, A. Matzarakis, E. Koch: Climate Change and Mortality in Vienna – a Human Biometeorological Analyses Based on Regional Climate Modeling, Int. J. Environ. Res. Public Health 2010, doi: 10.3390/ijerph70x00x, accepted, OPEN ACCESS

http://www.mdpi.com/journal/ijerph

Muthers S, Matzarakis A, Koch E: Relationship between climate and mortality in Vienna based on human-biometeorological data. In: Matzarakis A, Mayer H, Chmielewski F-M (Hrsg.): Proc. 7th Conference on Biometeorology, Freiburg: Eigenverlag Meteorologisches Institut, 2010; 229-234. (Ber. Meteor. Inst. Univ. Freiburg Nr. 20)

http://www.mif.uni-freiburg.de/biomet/bm7/report20.pdf

Muthers S, Matzarakis A, Koch E: Changes in heat related mortality in Vienna based on regional climate models. In: Matzarakis A, Mayer H, Chmielewski F-M (Hrsg.): Proc. 7th Conference on Biometeorology, Freiburg: Eigenverlag Meteorologisches Institut, 2010; 267-272. (Ber. Meteor. Inst. Univ. Freiburg Nr. 20)

http://www.mif.uni-freiburg.de/biomet/bm7/report20.pdf

Projektbeginn

01.2009

Projektende

12.2009

Projektpartner

Projektleitung:

Dr. Elisabeth Koch, ZAMG

PD Dr. Andreas Matzarakis und Stefan Muthers, Meteorologisches Institut Universität Freiburg

Mitarbeiter:

Univ.-Prof. Dr. Wolfgang Marktl, Institut für Physiologie, Universität Wien