Известно, что погода влияет на распространение инфекций, включая COVID−19. Недавно учёные из Томска и Тольятти доказали, что перепады температуры могут усугубить симптомы у людей, инфицированных SARS-CoV−2, и привести к быстрому прогрессированию заболевания. В исследовании приняли участие специалисты Института оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения РАН (ИОА СО РАН) и института инженерной и экологической безопасности Тольяттинского государственного университета (ИИЭБ ТГУ).

Директор ИИЭБ ТГУ Лариса Горина отмечает, что несмотря на обширные знания современной науки и медицины о пандемических процессах, недавние события, связанные с пандемией COVID−19, показали, что наши знания и способность прогнозировать резкие всплески госпитализаций и противостоять им оказались иллюзорными и неполными. Так, до сих пор недостаточно изучена и недостаточно учтена сезонность COVID−19. Между тем, температура воздуха является одним из наиболее очевидных факторов, непосредственно влияющих на динамику заболевания в краткосрочные периоды.

В ходе исследования обнаружилось, что каждое кратковременное понижение дневной температуры воздуха более чем на 3° приводит к всплеску числа госпитализаций из-за COVID−19 с задержкой в 1–3 дня и 7 дней. Руководитель научного проекта Александр Ишматов заявил: «И самое важное здесь – это слово «каждое». То есть не какая-то условная вероятность или связанное с этим ожидание, а именно каждое краткосрочное падение дневных температур на 3° и более приводит к росту госпитализаций через 1–3 дня. Это практически неизбежно. Понимая эту сложную динамику, мы можем разработать более эффективные стратегии контроля и смягчения последствий эпидемий, связанных с респираторными заболеваниями».

Основываясь на данных исследования, учёные предложили алгоритм, который позволит с достаточно высокой точностью предсказывать всплески в госпитализациях, связанных с респираторными инфекциями, что даст преимущества в подготовке к подобным событиям на уровне городов и дистриктов.

На пандемические процессы влияет много факторов, включая климатические; получается некий запутанный клубок причинно-следственных связей, который сложно разобрать и распутать. Исследователи предложили рассматривать эти процессы как суперпозицию (наложение) множества отдельных процессов, вносящих свой вклад в пандемию. С помощью разработанной методологии они разложили сложную пандемическую волну на составляющие. Основой такого подхода стала математическая теория передачи/приёма полезного сигнала электромагнитными волнами. «Если упрощённо, это похоже на то, как наши сотовые телефоны выделяют нужный сигнал из миллионов электромагнитных волн. Только в своей работе мы использовали дыхательную систему инфицированных людей в инкубационный период, – пояснил Александр Ишматов. – Оказалось, что дыхательная система, особенно когда она ослаблена вирусом или инфекцией, очень чувствительна к внешним воздействиям, и её реакции на эти воздействия служат относительно точным и быстрым источником «сигнала».

Свой метод учёные успешно применили для анализа пандемических волн в трёх городах: в Томске, Нью-Йорке и Бостоне. Как отметил Александр Ишматов, людям с ослабленной дыхательной системой, например, на начальных стадиях инфекции, когда только произошло заражение и идёт инкубационный период, важно избегать даже краткосрочных температурных стрессов. Этот период во многом определяет тяжесть заболевания и риск смерти.

Подводя итоги, Александр Ишматов сказал: «Каждый может провести анализ для своего набора данных буквально за несколько минут. Мы предоставили программный код в общем доступе – просто нужно вставить набор данных для отдельного города или района. Кроме того, наш метод открывает возможности для будущих исследований и практических действий».