The systematic evaluation of the results of time-series studies of air pollution is challenged by differences in model specification and publication bias.

Climate change affects human health; however, there have been no large-scale, systematic efforts to quantify the heat-related human health impacts that have already occurred due to climate change. Here, we use empirical data from 732 locations in 43 countries to estimate the mortality burdens associated with the additional heat exposure that has resulted from recent human-induced warming, during the period 1991–2018. Across all study countries, we find that 37.0% (range 20.5–76.3%) of warm-season heat-related deaths can be attributed to anthropogenic climate change and that increased mortality is evident on every continent. Burdens varied geographically but were of the order of dozens to hundreds of deaths per year in many locations. Our findings support the urgent need for more ambitious mitigation and adaptation strategies to minimize the public health impacts of climate change. Current and future climate change is expected to impact human health, both indirectly and directly, through increasing temperatures. Climate change has already had an impact and is responsible for 37% of warm-season heat-related deaths between 1991 and 2018, with increases in mortality observed globally.

Climate change can directly affect human health by varying exposure to non-optimal outdoor temperature. However, evidence on this direct impact at a global scale is limited, mainly due to issues in modelling and projecting complex and highly heterogeneous epidemiological relationships across different populations and climates.We collected observed daily time series of mean temperature and mortality counts for all causes or non-external causes only, in periods ranging from Jan 1, 1984, to Dec 31, 2015, from various locations across the globe through the Multi-Country Multi-City Collaborative Research Network. We estimated temperature-mortality relationships through a two-stage time series design. We generated current and future daily mean temperature series under four scenarios of climate change, determined by varying trajectories of greenhouse gas emissions, using five general circulation models. We projected excess mortality for cold and heat and their net change in 1990-2099 under each scenario of climate change, assuming no adaptation or population changes.Our dataset comprised 451 locations in 23 countries across nine regions of the world, including 85 879 895 deaths. Results indicate, on average, a net increase in temperature-related excess mortality under high-emission scenarios, although with important geographical differences. In temperate areas such as northern Europe, east Asia, and Australia, the less intense warming and large decrease in cold-related excess would induce a null or marginally negative net effect, with the net change in 2090-99 compared with 2010-19 ranging from -1·2% (empirical 95% CI -3·6 to 1·4) in Australia to -0·1% (-2·1 to 1·6) in east Asia under the highest emission scenario, although the decreasing trends would reverse during the course of the century. Conversely, warmer regions, such as the central and southern parts of America or Europe, and especially southeast Asia, would experience a sharp surge in heat-related impacts and extremely large net increases, with the net change at the end of the century ranging from 3·0% (-3·0 to 9·3) in Central America to 12·7% (-4·7 to 28·1) in southeast Asia under the highest emission scenario. Most of the health effects directly due to temperature increase could be avoided under scenarios involving mitigation strategies to limit emissions and further warming of the planet.This study shows the negative health impacts of climate change that, under high-emission scenarios, would disproportionately affect warmer and poorer regions of the world. Comparison with lower emission scenarios emphasises the importance of mitigation policies for limiting global warming and reducing the associated health risks.UK Medical Research Council.

The present study aimed at developing a standardized heat wave definition to estimate and compare the impact on mortality by gender, age and death causes in Europe during summers 1990-2004 and 2003, separately, accounting for heat wave duration and intensity. Heat waves were defined considering both maximum apparent temperature and minimum temperature and classified by intensity, duration and timing during summer. The effect was estimated as percent increase in daily mortality during heat wave days compared to non heat wave days in people over 65 years. City specific and pooled estimates by gender, age and cause of death were calculated. The effect of heat waves showed great geographical heterogeneity among cities. Considering all years, except 2003, the increase in mortality during heat wave days ranged from + 7.6% in Munich to + 33.6% in Milan. The increase was up to 3-times greater during episodes of long duration and high intensity. Pooled results showed a greater impact in Mediterranean (+ 21.8% for total mortality) than in North Continental (+ 12.4%) cities. The highest effect was observed for respiratory diseases and among women aged 75-84 years. In 2003 the highest impact was observed in cities where heat wave episode was characterized by unusual meteorological conditions. Climate change scenarios indicate that extreme events are expected to increase in the future even in regions where heat waves are not frequent. Considering our results prevention programs should specifically target the elderly, women and those suffering from chronic respiratory disorders, thus reducing the impact on mortality.

Summary

Background

 Exposure to cold or hot temperatures is associated with premature deaths. We aimed to evaluate the global, regional, and national mortality burden associated with non-optimal ambient temperatures. 

Methods

 In this modelling study, we collected time-series data on mortality and ambient temperatures from 750 locations in 43 countries and five meta-predictors at a grid size of 0·5° × 0·5° across the globe. A three-stage analysis strategy was used. First, the temperature–mortality association was fitted for each location by use of a time-series regression. Second, a multivariate meta-regression model was built between location-specific estimates and meta-predictors. Finally, the grid-specific temperature–mortality association between 2000 and 2019 was predicted by use of the fitted meta-regression and the grid-specific meta-predictors. Excess deaths due to non-optimal temperatures, the ratio between annual excess deaths and all deaths of a year (the excess death ratio), and the death rate per 100 000 residents were then calculated for each grid across the world. Grids were divided according to regional groupings of the UN Statistics Division. 

Findings

 Globally, 5 083 173 deaths (95% empirical CI [eCI] 4 087 967–5 965 520) were associated with non-optimal temperatures per year, accounting for 9·43% (95% eCI 7·58–11·07) of all deaths (8·52% [6·19–10·47] were cold-related and 0·91% [0·56–1·36] were heat-related). There were 74 temperature-related excess deaths per 100 000 residents (95% eCI 60–87). The mortality burden varied geographically. Of all excess deaths, 2 617 322 (51·49%) occurred in Asia. Eastern Europe had the highest heat-related excess death rate and Sub-Saharan Africa had the highest cold-related excess death rate. From 2000–03 to 2016–19, the global cold-related excess death ratio changed by −0·51 percentage points (95% eCI −0·61 to −0·42) and the global heat-related excess death ratio increased by 0·21 percentage points (0·13–0·31), leading to a net reduction in the overall ratio. The largest decline in overall excess death ratio occurred in South-eastern Asia, whereas excess death ratio fluctuated in Southern Asia and Europe. 

Interpretation

 Non-optimal temperatures are associated with a substantial mortality burden, which varies spatiotemporally. Our findings will benefit international, national, and local communities in developing preparedness and prevention strategies to reduce weather-related impacts immediately and under climate change scenarios. 

Funding

 Australian Research Council and the Australian National Health and Medical Research Council.

Background Heatwaves are a critical public health problem. There will be an increase in the frequency and severity of heatwaves under changing climate. However, evidence about the impacts of climate change on heatwave-related mortality at a global scale is limited. Methods and findings We collected historical daily time series of mean temperature and mortality for all causes or nonexternal causes, in periods ranging from January 1, 1984, to December 31, 2015, in 412 communities within 20 countries/regions. We estimated heatwave–mortality associations through a two-stage time series design. Current and future daily mean temperature series were projected under four scenarios of greenhouse gas emissions from 1971–2099, with five general circulation models. We projected excess mortality in relation to heatwaves in the future under each scenario of greenhouse gas emissions, with two assumptions for adaptation (no adaptation and hypothetical adaptation) and three scenarios of population change (high variant, median variant, and low variant). Results show that, if there is no adaptation, heatwave-related excess mortality is expected to increase the most in tropical and subtropical countries/regions (close to the equator), while European countries and the United States will have smaller percent increases in heatwave-related excess mortality. The higher the population variant and the greenhouse gas emissions, the higher the increase of heatwave-related excess mortality in the future. The changes in 2031–2080 compared with 1971–2020 range from approximately 2,000% in Colombia to 150% in Moldova under the highest emission scenario and high-variant population scenario, without any adaptation. If we considered hypothetical adaptation to future climate, under high-variant population scenario and all scenarios of greenhouse gas emissions, the heatwave-related excess mortality is expected to still increase across all the countries/regions except Moldova and Japan. However, the increase would be much smaller than the no adaptation scenario. The simple assumptions with respect to adaptation as follows: no adaptation and hypothetical adaptation results in some uncertainties of projections. Conclusions This study provides a comprehensive characterisation of future heatwave-related excess mortality across various regions and under alternative scenarios of greenhouse gas emissions, different assumptions of adaptation, and different scenarios of population change. The projections can help decision makers in planning adaptation and mitigation strategies for climate change.

Since its emergence, the COVID-19 pandemic has profoundly and extensively affected global health and society. Numerous studies have focused on detecting SARS-CoV-2 in air samples collected in healthcare indoor spaces, but few have analysed its presence in air samples from other public community spaces. In addition, limited studies have surveyed indoor spaces where it was not known if individuals with COVID-19 were present or had been present at the time of sampling. This study aimed to determine the SARS-CoV-2 genetic load in aerosol samples collected in public community indoor environments where prior knowledge of the presence of infected individuals with COVID-19 cases is not available at the time of sampling. Air samples (N = 497) were collected from healthcare settings, elderly care homes, and educational settings in the Valencian Community, Spain. RNA was extracted and the N1, N2, and E gene fragments of SARS-CoV-2 were quantified using RT-qPCR. SARS-CoV-2 RNA was detected in 8.9 % of air samples. The highest positivity rates were observed in hospitals (16.2 %), elderly care homes (15.3 %), and primary care centres (12.7 %). Concentration of the N1 gene in positive samples ranged 4.3–504 gc/m3 (n = 10), 6.2–77 gc/m3 (n = 8) and 5.1–14 gc/m3 (n = 7), respectively. The genes N2 and E were less frequently detected and generally reported lower concentrations. The frequency of detection of SARS-CoV-2 in aerosols increased at the same time that the population COVID-19 cumulative incidence increased.

The association between nonoptimal temperatures and cardiovascular mortality risk is recognized. However, a comprehensive global assessment of this burden is lacking. The goal of this study was to assess global cardiovascular mortality burden attributable to nonoptimal temperatures and investigate spatiotemporal trends. Using daily cardiovascular deaths and temperature data from 32 countries, a 3-stage analytical approach was applied. First, location-specific temperature–mortality associations were estimated, considering nonlinearity and delayed effects. Second, a multivariate meta-regression model was developed between location-specific effect estimates and 5 meta-predictors. Third, cardiovascular deaths associated with nonoptimal, cold, and hot temperatures for each global grid (55 km × 55 km resolution) were estimated, and temporal trends from 2000 to 2019 were explored. Globally, 1,801,513 (95% empirical CI: 1,526,632-2,202,831) annual cardiovascular deaths were associated with nonoptimal temperatures, constituting 8.86% (95% empirical CI: 7.51%-12.32%) of total cardiovascular mortality corresponding to 26 deaths per 100,000 population. Cold-related deaths accounted for 8.20% (95% empirical CI: 6.74%-11.57%), whereas heat-related deaths accounted for 0.66% (95% empirical CI: 0.49%-0.98%). The mortality burden varied significantly across regions, with the highest excess mortality rates observed in Central Asia and Eastern Europe. From 2000 to 2019, cold-related excess death ratios decreased, while heat-related ratios increased, resulting in an overall decline in temperature-related deaths. Southeastern Asia, Sub-Saharan Africa, and Oceania observed the greatest reduction, while Southern Asia experienced an increase. The Americas and several regions in Asia and Europe displayed fluctuating temporal patterns. Nonoptimal temperatures substantially contribute to cardiovascular mortality, with heterogeneous spatiotemporal patterns. Effective mitigation and adaptation strategies are crucial, especially given the increasing heat-related cardiovascular deaths amid climate change.

Maternal smoking during pregnancy (MSDP) contributes to poor birth outcomes, in part through disrupted placental functions, which may be reflected in the placental epigenome. We meta-analyzed the associations between MSDP and placental DNA methylation (DNAm) and between DNAm and birth outcomes within the Pregnancy And Childhood Epigenetics (PACE) consortium (7 studies, N=1700, 344 with any MSDP). We identified 1224 CpGs that were associated with MSDP, of which 341 associated with birth outcomes and 141 associated with gene expression. Only 6 of these CpGs were consistent with the findings from a prior meta-analysis of cord blood DNAm, demonstrating substantial tissue-specific responses to MSDP. The placental MSDP associated CpGs were enriched for growth-factor signaling, hormone activity, inflammation, and vascularization, which play important roles in placental function. We demonstrate links between placental DNAm, MSDP and poor birth outcomes, which may better inform the mechanisms through which MSDP impacts placental function and fetal growth.