Heat and cold waves on the Crimean Peninsula and their impact on population health

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: Climate change has a significant impact on the population health including morbidity and mortality. The studies presented in this paper present characteristics of heat and cold waves on the Crimean Peninsula.

AIM: To assess the heat and cold wave characteristics, identify differences in the wave characteristics depending on the coastal and mainland location of climatotherapeutic centers on the Crimean Peninsula.

MATERIAL AND METHODS: In our research we used standard statistical data treatment methods. Moreover, data visualization techniques allowed identifying zones of maximum temperature values. Heat and cold waves were defined using the 3rd and the 97th percentiles of the average daily air temperatures. This approach allows considering the intensity and duration of the events under study. Measurements of the surface air temperature included eight observations per day at 19 stations on the Crimean Peninsula for the period from 2006 to 2021. Distribution of the permanently residing population in the Crimea and the city of Sevastopol by age and gender was analyzed using the Rosstat data.

RESULTS: As many as 43.5% of the population of the Crimean Peninsula have increased risk of exposure to extreme air temperatures. Having applied the threshold values of the 3rd and the 97th percentiles of the temperature, we identified the periods of heat and cold waves at each station. Even though the Crimean Peninsula has a warm and humid climate, 1 to 4 cold and heat waves have been observed at each station per year. At the same time, the total intensity of cold waves was more than twice the total intensity of heat waves.

CONCLUSION: The presented assessment of heat and cold wave characteristics on the Crimean Peninsula, using 3% and 97% percentiles of the distribution of the average daily air temperature over several years, provides the evidence for developing the measures to reduce the negative impact of extreme temperatures on human health on the Crimean Peninsula.

About the authors

Tatiana E. Danova

Marine Hydrophysical Institute of RAS

Author for correspondence.
Email: danova8@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9660-8971
SPIN-code: 7932-0070
Scopus Author ID: 57190571600
ResearcherId: J-4205-2017

Cand. Sci. (Geography), associate professor

Russian Federation, Sevastopol

References

  1. Houghton JT, Ding Y, Griggs DJ, et al., editors. Climate change 2001: the scientific basis. Contribution of Working Group I to the Third Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge: Cambridge University Press; 2001. 893 p.
  2. Tank AK, Wijngaard A, van Engelen A. Climate of Europe: assessment of observed daily temperature and precipitation extremes. Netherlands, Royal Dutch Meteorological Institute. 2002. 36 p.
  3. Rahmstorf S, Coumou D. Increase of extreme events in a warming world. PNAS. 2011;108(44):17905-9. doi: 10.1073/pnas.1101766108
  4. Kattsov VM, Pavlova TV, Govorkova VA, et al. Climate change projections over the territory of Russia through the XXI century based on ensembles of CMIP6 models. Voeikov Main Geophysical Observatory. 2022;604:5–54.
  5. Order of the Government of the Russian Federation of 11 March 2023 No 559-p “Ob utverzhdenii natsional’nogo plana meropriyatii vtorogo ehtapa adaptatsii k izmeneniyam klimata na period do 2025 goda” Available from: http://static.government.ru/media/files/DzVPGlI7JgT7QYRoogphpW69KKQREGTB.pdf (In Russ).
  6. Akent’eva EM, Hlebnikova EM, Gavrilova SYu, Efimov SV. Doklad o nauchno-metodicheskih osnovah dlya razrabotki strategij adaptacii k izmeneniyam klimata v Rossijskoj Federacii (v oblasti kompetencii Rosgidrometa). Saint Petersburg; Saratov: Amirit. 2020. 120 p. (In Russ).
  7. Decree of the Government of the Russian Federation of 11 August 2014 No. 790 “Ob utverzhdenii federal’noi tselevoi programmy “Sotsial’no-ehkonomicheskoe razvitie Respubliki Krym i g. Sevastopolya do 2025 goda” Available from: https://docs.cntd.ru/document/420213682 (In Russ).
  8. Hartz DA, Golden JS, Sister C, et al. Climate and heat-related emergencies in Chicago, Illinois (2003–2006). International Journal of Biometeorology. 2012;56:71–83. doi: 10.1007/s00484-010-0398-x
  9. Scalley BD, Spicer T, Jian L, et al. Responding to heatwaves intensity: excess heat factor is a superior predictor of health service utilisation and a trigger for heatwaves plans. Australian and New Zealand Journal of Public Health. 2015;39(6):582–587. doi: 10.1111/1753-6405.12421
  10. Basarin B, Lukić T, Matzarakis A. Quantification and assessment of heat and cold waves in Novi Sad, Northern Serbia. International Journal of Biometeorology. 2016;60(1):139–150. doi: 10.1007/s00484-015-1012-z
  11. World Health Organization. Preventing harmful health effects of heat-waves. Copenhagen. 2006.
  12. Knowlton K, Rotkin-Ellman M, King G, et al. The 2006 California heat wave: impacts on hospitalization and emergency department visits. Environmental Health Perspectives. 2009;117(1):61–67. doi: 10.1289/ehp.11594
  13. Barnett AG, Hajat S, Gasparrini A, Rocklöv J. Cold and heat waves in the United States. Environmental Research. 2012;112:218–224. doi: 10.1016/j.envres.2011.12.010
  14. Stefanovich AA, Voskresenskaya EN. Changes in complex bioclimatic indicators in Crimea since the middle of the 20th century. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2023;30(1):65–77. doi: 10.17816/humeco111767
  15. Danova TE, Nikiforova MP. Otklik rekreatsionnykh resursov Krymskogo poluostrova na sovremennye klimaticheskie izmeneniya. Bulletin of Udmurt University. Series Biology. Earth Sciences. 2016;26(2):142–151. (In Russ).
  16. Danova TE. Causes thermal of diseases a tourist trips and ways of adapting in conditions of adapting in conditions of modern climate change. In: Problems and prospects of tourism development in the Southern federal district. Simferopol: Publishing House Arial; 2016. P: 133–137. EDN: WWVADB
  17. Danova TE, Nikiforova MP. Contemporary dynamics of complex bioclimatic indices during resort season on Crimean Peninsula. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2018;25(1):8–14. doi: 10.33396/1728-0869-2018-1-8-14
  18. Efimov VV, Komarovskaya OI, Bayankina TM. Temporal Characteristics and Synoptic Conditions of Extreme Bora Formation in Novorossiysk. Physical Oceanography, 2019;26(5):361–373. doi: 10.22449/1573-160X-2019-5-361-373
  19. Nairn JR, Fawcett RJB. The Excess Heat Factor: A Metric for Heatwave Intensity and Its Use in Classifying Heatwave Severity. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2014;12(1):227–253. doi: 10.3390/ijerph120100227
  20. Sheridan SC, Allen MJ. Temporal trends in human vulnerability to excessive heat. Environmental research letters. 2018;13(4):043001. doi: 10.1088/1748-9326/aab214
  21. Shaposhnikov DA, Revich BA. On some approaches to calculation of health risks caused by temperature waves. Health Risk Analysis. 2018;1:22–31. doi: 10.21668/health.risk/2018.1.03.eng
  22. Wang L, Liu T, Hu M, et al. The impact of cold spells on mortality and effect modification by cold spell characteristics. Scientific Reports. 2016;6:38380 doi: 10.1038/srep38380
  23. Zhou MG, Wang LJ, Liu T, et al. Health impact of the 2008 cold spell on mortality in subtropical China: the climate and health impact national assessment study (CHINAs). Environmental Health. 2014;13:60. doi: 10.1186/1476-069X-13-60
  24. Revich BA, Grigorieva EA. Health Risks to the Russian Population from Weather Extremes in the Beginning of the XXI Century. Part 1. Heat and Cold Waves. Issues of Risk Analysis. 2021;18(2):12–33. doi: 10.32686/1812-5220-2021-18-2-12-33
  25. Díaz J, García R, López C, et al. Mortality impact of extreme winter temperatures. International Journal of Biometeorology. 2005;49(3):179–183. doi: 10.1007/s00484-004-0224-4
  26. Barriopedro D, Fischer EM, Luterbacher J, et al. The hot summer of 2010: Redrawing the temperature record map of Europe. Science. 2011;332(6026):220–224. doi: 10.1126/science.1201224
  27. Revich BA. Volny zhary, kachestvo atmosfernogo vozduha i smertnost’ naseleniya Evropejskoj chasti Rossii letom 2010 goda: rezul’taty predvaritel’noj ocenki. Ekologiya cheloveka (Human Ecology). 2011;7:3–9. (In Russ).
  28. Revich BA, Shaposhnikov DА, Pershagen G. New epidemiological model for assessment of the impact of extremely hot weather and air pollution on mortality (in case of the Moscow heat wave of 2010). Profilakticheskaya Meditsina. 2015;18(5):29–33. (In Russ). doi: 10.17116/profmed201518529-33

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Meteorological stations of the Crimean Peninsula providing the data for the study.

Download (126KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Spatial distribution of the maximum values of the amplitude of heat (a) and cold (b) waves.

Download (189KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Spatial distribution of the maximum intensity values of heat (a) and cold (b) waves; duration of heat (c) and cold (d) waves with maximum intensity.

Download (352KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Spatial distribution of the maximum values of the factor of excess heat (a) and excess cold (b); duration of heat (c) and cold (d) waves with maximum values of the factor.

Download (274KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
 


Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».