Sıcak hava dalgaları ile inme vakaları arasındaki ilişkinin incelenmesi: Kayseri örneği (2016-2021)

Relationship between heatwaves and stroke cases: Case of Kayseri̇ (2016-2021)

PDF İndir

Tez No: 1024961
Yazar: BİLGE NUR EMRE DEMİRTAŞ
Danışmanlar: DOÇ. DR. BAHTİYAR EFE
Tez Türü: Yüksek Lisans
Konular: Meteoroloji, Meteorology
Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
Yıl: 2026
Dil: Türkçe
Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
Ana Bilim Dalı: Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Bilim Dalı: Atmosfer Bilimleri Bilim Dalı
Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

SICAK HAVA DALGALARI İLE İNME VAKALARI ARASINDAKİ İLİŞKİNİN İNCELENMESİ: KAYSERİ ÖRNEĞİ (2016-2021) ÖZET Küresel iklim değişikliği, 21. yüzyılın en kapsamlı çevresel risklerinden biri olarak insan sağlığını giderek artan bir biçimde tehdit etmektedir. Bu değişimin en belirgin sonuçlarından biri olan ekstrem hava olayları ve özellikle sıcak hava dalgaları (SHD), dünya genelinde halk sağlığını tehdit eden temel çevresel faktörler arasında yer almaktadır. Yüksek çevresel sıcaklıkların yarattığı termal stres, insan fizyolojisi üzerinde, özellikle de kardiyovasküler ve serebrovasküler sistemler üzerinde yıkıcı etkiler oluşturmakta; inme (felç) gibi ölümcül seyredebilen veya kalıcı sakatlık bırakan akut sağlık sorunlarını tetiklemektedir. Aşırı sıcaklığa bağlı olarak gelişen sıvı kaybı (dehidrasyon), plazma hacmindeki azalma ve kan viskozitesindeki artış, serebral damarlarda trombotik olayların ve iskemik enfarktüslerin gelişme riskini yükselten temel fizyolojik mekanizmalar olarak öne çıkmaktadır. Literatürde sıcak hava dalgalarının sağlık üzerindeki etkilerini inceleyen çalışmaların sonuçları genel olarak, yaşlı nüfusun bu etkilerden daha fazla zarar gördüğü ve sıcak hava dalgalarının yalnızca şiddetinin değil, aynı zamanda süresinin de vakalar üzerinde belirleyici olduğu yönündedir. Buna karşın, Türkiye üzerine yürütülen çalışmalar büyük ölçüde İstanbul gibi karasal iklimin baskın olmadığı, nemliliğin ve atmosferik kirliliğin de etkili olduğu kıyı bölgeleriyle sınırlı kalmıştır. Bu durum, ekstrem sıcaklık etkilerinin yerel iklim dinamiklerine, maruziyet süresine ve bölgesel sosyodemografik özelliklere göre nasıl farklılaştığının belirlenmesini önemli bir araştırma gereksinimi haline getirmektedir. Bu bağlamda,“Sıcak Hava Dalgalarının İnme Vakaları Üzerindeki Etkisi: Kayseri Örneği (2016-2021)”başlıklı bu tez çalışması, karasal ve yarı kurak (BSk) iklim özelliklerinin hâkim olduğu, yüksek rakımlı ve belirgin günlük sıcaklık farklarına sahip Kayseri ilinde yaşanan sıcak hava dalgalarının, inme vakaları ve buna bağlı klinik akıbetler üzerindeki etkilerini, gecikmeli etki (lag etkisi) ve eklenen (birikimli) etki dinamikleri üzerinden ampirik olarak değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Böylece çalışmanın, Türkiye'de iç bölgelere ilişkin var olan coğrafi ve metodolojik araştırma boşluğunu doldurması hedeflenmektedir. Çalışma kapsamında, 2016-2021 yılları arasında Mayıs-Ağustos aylarını içeren yaz dönemleri için Kayseri'de kaydedilen meteorolojik veriler ile Erciyes Üniversitesi Tıp Fakültesi'ne başvuran inme hastalarına ait detaylı klinik veri setleri ortak bir zaman ekseninde entegre edilmiştir. Toplam 738 günlük gözlem periyodu; Meteoroloji Genel Müdürlüğü (MGM) ve Dünya Meteoroloji Örgütü (WMO) standartlarına göre sıcak hava dalgası olarak sınıflandırılan 152“ekstrem maruziyet günü”ile geriye kalan 586“normal yaz günü”olarak iki temel gruba ayrılmıştır. İncelenen dönemde toplam 19 tekil sıcak hava dalgası saptanmış ve serebrovasküler olaylar Uluslararası Hastalık Sınıflandırma Sistemi (ICD-10) tanı kodları (I60, I61, I63, I64) temelinde sınıflandırılmıştır. Gerçekleştirilen kapsamlı veri analizleri sonucunda, sıcaklık stresi ile inme vakaları arasındaki fizyolojik yanıtın eş zamanlı olmadığı; sıcak hava dalgası günlerinde (Lag 0) günlük ortalama vaka sayısının %19,3 oranında arttığı, en yüksek riskin ise sıcaklık artışından yaklaşık 48 saat sonra (Lag 2 evresinde) ortaya çıktığı tespit edilmiştir. Normal yaz günlerinde 6,31 olan günlük ortalama inme başvuru sayısı, Lag 2 evresinde 8,40'a yükselerek bazal referans değere kıyasla %33,1 oranında bir risk artışı göstermiş; ardından Lag 3 ve Lag 4 günlerinde kademeli olarak sönümlenmiştir. Bu gecikmeli ve çok aşamalı yanıt paterni, termal maruziyetin serebrovasküler sistem üzerindeki etkisinin ani değil, kümülatif bir fizyolojik süreç üzerinden ilerlediğine işaret etmektedir. Çalışmanın literatüre sunduğu en özgün bulgulardan biri, uzamış sıcaklık maruziyetinin yarattığı“eklenen etki”boyutudur. Sıcak hava dalgalarının halk sağlığı üzerindeki etkisinin yalnızca ulaşılan maksimum sıcaklık değerine değil, aynı zamanda maruziyetin kesintisiz süresine de bağlı olduğu varsayımından hareketle, çalışma dönemindeki en uzun (16 günlük Ağustos 2017) ve ortalama uzunluktaki (10 günlük Temmuz-Ağustos 2018) sıcak hava dalgaları örneklem olarak seçilmiş ve zamansal fazlara ayrılmıştır. İlk üç gün“kompanzasyon evresi”, dördüncü gün ve sonrası ise“kırılma evresi”olarak tanımlanmıştır. Özellikle dört gün ve daha uzun süren sıcak hava dalgalarında, dalganın ilk üç gününde ortalama 9,6 olan günlük inme vaka sayısının, dördüncü günden itibaren kümülatif fizyolojik yükün belirginleşmesiyle birlikte 13,9'a yükseldiği ve yaklaşık %45 oranında net bir artış yarattığı belirlenmiştir. Bu durum, vücudun termoregülasyon ve kompanzasyon kapasitesinin uzayan maruziyet karşısında zayıfladığını göstermektedir. Sıcak hava dalgalarının kesintisiz süresi ile inme vaka yükü arasındaki ilişki istatistiksel olarak değerlendirildiğinde ise r = 0,87 düzeyinde güçlü ve pozitif bir korelasyon elde edilmiştir. Bu bulgu, serebrovasküler riski belirleyen temel faktörün yalnızca anlık maksimum sıcaklık olmadığını, maruziyet süresinin (durasyonun) da kritik bir risk belirleyicisi olduğunu ortaya koymaktadır. Demografik açıdan elde edilen bulgular ise bazı yönleriyle Avrupa merkezli çalışmalardan farklılık göstermiştir. Toplam vaka yükü beklendiği üzere ileri yaş (≥60) grubunda yoğunlaşmakla birlikte, sıcak hava dalgası günlerindeki en yüksek bağıl artış %28,2 ile 0-59 yaş grubunda; cinsiyet açısından ise %21,1 ile erkek nüfusta gözlenmiştir. Mortalite verileri ise Avrupa literatüründe sıklıkla bildirilen ileri yaş kadın baskınlığından farklı olarak, en yüksek ölüm yükünün ≥60 yaş erkek popülasyonunda kümelendiğini göstermiştir. Bu farklılığın, biyolojik nedenlerden çok bölgesel sosyokültürel ve mesleki maruziyet örüntüleriyle (açık alanda çalışma, tarım ve sanayi faaliyetleri vb.) ilişkili olabileceği değerlendirilmektedir. Sonuç olarak, Kayseri örneği üzerinden yürütülen bu çalışma, uzamış sıcak hava dalgalarının ve gecikmeli etkilerin inme vakalarında yarattığı kayda değer risk artışını ampirik verilerle ortaya koymaktadır. Bulgular, sıcak hava dalgasının sona ermesiyle riskin ortadan kalkmadığını; aksine takip eden günlerde ve uzayan maruziyetle birlikte arttığını göstermektedir. Bu çerçevede, ısı-sağlık erken uyarı sistemlerinin yalnızca anlık sıcaklık eşiklerine değil, aynı zamanda gecikmeli etki ve maruziyet süresi (durasyon) parametrelerini de içerecek şekilde güncellenmesi; acil servis ve nöroloji kliniklerinde kaynak planlamasının dalganın bittiği gün yerine takip eden 48 saatlik kritik dönem esas alınarak optimize edilmesi önerilmektedir. Elde edilen sonuçların, Kayseri ve benzer karasal iklim özelliklerine sahip bölgelerde koruyucu halk sağlığı politikalarının güçlendirilmesine ve iklim değişikliğine uyum kapasitesinin artırılmasına katkı sağlaması beklenmektedir.

Özet (Çeviri)

THE RELATIONSHIP BETWEEN HEATWAVES AND STROKE CASES: CAlSE OF KAYSERİ (2016-2021) SUMMARY Global climate change, unequivocally recognized as one of the most comprehensive, multidimensional, and escalating environmental risks of the 21st century, is increasingly threatening human health, ecological balance, and urban resilience. Extreme weather events, which are among the most prominent, measurable, and destructive consequences of this unprecedented atmospheric shift, stand out as the primary environmental factors threatening public health systems worldwide. Among these meteorological extremes, heat waves (HWs) have garnered critical attention due to their silent but lethal nature. According to the recent comprehensive projections and physical science basis reports by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), the frequency, intensity, and duration of these extreme thermal events are rising at an alarming rate globally. The Mediterranean Basin, which geographically encompasses Turkey, is heavily identified as a primary climatological“hotspot,”making the region highly vulnerable to these rapidly changing climate dynamics and extreme thermal anomalies. The thermal stress created by prolonged high environmental temperatures has devastating, cascading, and often irreversible effects on human physiology. When the human body is exposed to extreme heat, the autonomic nervous system and hypothalamus immediately initiate thermoregulatory responses, primarily through peripheral vasodilation and increased perspiration, to maintain the core body temperature within safe biological limits. However, during prolonged and uninterrupted heat waves, these compensatory mechanisms can quickly become overwhelmed, leading to a profound systemic failure. The physiological strain places a particularly severe burden on the cardiovascular and cerebrovascular systems. This acute physiological decompensation acts as a profound trigger for severe medical emergencies such as stroke (cerebrovascular accidents), a leading cause of fatal outcomes and permanent long-term disability on a global scale. Specifically, profound dehydration, a subsequent critical reduction in blood plasma volume, and a consequential increase in hemoconcentration and blood viscosity developing due to extreme, uncompensated heat exposure stand out as the primary pathophysiological mechanisms. These cascading biological events severely elevate the risk of developing thrombotic events, platelet aggregation, and ischemic infarctions within the cerebral vessels, thereby exponentially increasing the incidence of acute strokes during periods of thermal extremity. In the current global environmental epidemiology literature, the results of extensive multi-city studies examining the effects of heat waves on public health generally indicate that the advanced age population is significantly more vulnerable to these effects due to age-related declines in thermoregulatory capacity and pre-existing vascular comorbidities. Furthermore, recent meteorological health studies emphasize a paradigm shift: it is widely recognized that not only the absolute maximum intensity of the ambient temperature but also the continuous duration of the heat waves acts as a critical determining factor in the surge of clinical cerebrovascular cases. Despite the rapidly growing global literature on climate and health, epidemiological studies conducted in Turkey evaluating the impact of extreme thermal events have largely remained heavily limited to coastal metropolitan regions, such as Istanbul and Izmir. In these coastal areas, the continental climate is not dominant, and confounding environmental factors such as high atmospheric humidity, sea-breeze cooling effects, and heavy industrial air pollution play a major role in shaping health outcomes. This geographical bias creates a significant and critical research gap, making it an urgent scientific requirement to determine how the effects of extreme temperatures differ according to local climate dynamics, exposure duration, and regional sociodemographic characteristics in inland, high-altitude territories. In this context, this thesis study, titled“The Investigation of the Relationship Between Heat Waves and Stroke Cases: The Case of Kayseri (2016-2021),”aims to empirically and quantitatively evaluate the profound impacts of heat waves on stroke incidence and associated clinical mortality outcomes. This evaluation is conducted through the advanced statistical modeling of delayed responses (the lagged effect) and cumulative physiological burdens (the added effect). The study area, Kayseri province, offers a highly unique biometeorological environment for such an epidemiological investigation; it is heavily dominated by a continental and cold semi-arid (BSk) climate according to the updated Köppen-Geiger climate classification. The province is situated at a high altitude of approximately 1050 meters and is geographically shielded from marine influences by high-relief topographies, such as Mount Erciyes. This specific geography results in distinct, sharp daily temperature amplitudes, where the diurnal temperature range can reach 15-20°C. This continuous need for physiological adaptation to extreme daytime heat followed by rapid nighttime cooling creates substantial thermal stress, particularly for vulnerable demographics. By explicitly focusing on this specific demographic and climatic profile, the study fundamentally aims to fill the existing geographical and methodological research gap regarding the inner, continental regions of Turkey. Within the rigorous methodological scope of this retrospective time-series study, high-resolution meteorological data recorded in Kayseri and highly detailed clinical data sets belonging to stroke patients admitted to the Emergency Department of Erciyes University Faculty of Medicine were integrated on a common daily time axis. The comprehensive analysis focused explicitly on the summer periods, specifically covering the active thermal months from May to August between the years 2016 and 2021. A total of 738 days of the observation period was methodically divided into two main analytical groups. Utilizing a percentile-based relative threshold approach to accurately reflect the local population's true climatic adaptation and physiological tolerance limits, 152“extreme exposure days”were scientifically classified as heat waves. This classification was strictly defined by maximum daily temperatures exceeding the 90th percentile (P90) of the local historical distribution and lasting for at least three consecutive days, perfectly aligning with the robust methodological standards set by the Turkish State Meteorological Service (MGM) and environmental epidemiology norms. The remaining 586 days were securely categorized as“normal summer days”to serve as a basal control reference for comparative incidence. During the analyzed six-year period, a total of 19 individual, uninterrupted heat wave events were identified, with the highest concentration and longest durations occurring during the peak summer months of July and August. Concurrently, cerebrovascular events were meticulously filtered and classified based on the World Health Organization's International Classification of Diseases (ICD-10) diagnosis codes, specifically isolating I60, I61, I63, and I64 to focus strictly on confirmed acute stroke occurrences. As a result of the comprehensive time-series data analyses and independent sample t-tests conducted, it was robustly determined that the physiological response between environmental heat stress and the onset of clinical stroke cases is fundamentally not simultaneous. On the exact days of the heat wave exposure (Lag 0), the daily average number of emergency stroke cases increased by 19.3%, rising from a basal normal summer day average of 6.31 cases to 7.53 cases. This initial acute surge was statistically significant (p = 0.002), confirming the immediate triggering effect of extreme temperatures on the cerebrovascular system. However, the time-stratified models revealed a much more alarming dynamic: the highest epidemiological risk emerged approximately 48 hours after the initial temperature surge, defining the“Lag 2”phase. During the Lag 2 phase, the daily average number of stroke admissions significantly escalated to 8.40. This represents a dramatic and critical relative risk increase of 33.1% compared to the basal reference value. Following this intense peak, the stroke admission rates gradually attenuated and began to return toward baseline levels on the Lag 3 (18.9% increase) and Lag 4 (6.7% increase) days. This delayed, parabolic, and multi-stage response pattern provides crucial empirical evidence that the effect of severe thermal exposure on the cerebrovascular system proceeds through a cumulative physiological process of dehydration, systemic inflammation, and hemoconcentration, rather than presenting solely as an immediate thermal shock. Furthermore, one of the most original, striking, and literature-contributing findings this study presents is the distinct“added effect”dimension created by prolonged, uninterrupted heat exposure. Based on the strong scientific premise that the effect of heat waves on public health depends not only on the maximum absolute temperature value reached but heavily on the continuous duration of the thermal exposure, the study conducted a targeted event-based sample analysis. The most severe and longest heat wave of the study period (lasting 16 uninterrupted days in August 2017) and a representative average-length heat wave (lasting 10 days in July-August 2018) were selected as primary samples and divided into temporal biological phases. The first three days of these extreme events were defined as the“compensation phase,”during which the population's homeostatic and cardiovascular mechanisms were still partially functioning and managing the external thermal load. The fourth day and onwards were strictly defined as the“breaking phase,”representing a period of physiological decompensation. Particularly in heat waves lasting four days or longer, the data revealed a severe structural shift in stroke risk. It was determined that the daily number of stroke cases, which averaged 9.6 during the first three days of the wave, sharply and critically rose to 13.9 from the fourth day onwards as the cumulative physiological burden became fully evident. This temporal transition created a massive net relative risk increase of approximately 45% between the two phases. This situation clearly and empirically demonstrates that the human body's autonomic thermoregulation and compensation capacity structurally weakens and eventually collapses in the face of prolonged exposure. When the fundamental relationship between the uninterrupted continuous duration of the 19 identified heat waves and the subsequent total stroke case burden was evaluated statistically, a strong and highly positive correlation was obtained at the level of r = 0.87. This specific statistical finding forcefully reveals that the main factor determining cerebrovascular risk in continental climates is not exclusively the instantaneous maximum temperature but that the uninterrupted duration of exposure acts as an equally, if not more, critical risk multiplier. Demographically, the findings obtained from the Kayseri sample differed significantly and intriguingly from conventional European-based studies in several key epidemiological aspects. While the absolute total case volume was naturally concentrated in the advanced age (≥60) group as expected due to pre-existing age-related vascular vulnerabilities (constituting nearly 60% of total cases), the highest relative percentage surge on heat wave days was unexpectedly observed in the younger, active 0-59 age group, exhibiting a massive 28.2% relative risk increase. In stark contrast, ≥60 the age group showed a 14.7% relative increase during the same periods. In terms of gender distribution, the thermal stress impacted both groups, but the relative risk increase in stroke admissions was notably higher in the male population, reaching a 21.1% spike compared to the 17.3% increase observed in females. Moreover, hospital clinical outcome (exitus) data showed a diverging and critical pattern. Unlike the overwhelming dominance of elderly females frequently reported in Western European heat-health mortality literature, the highest mortality burden and fatal clinical outcomes in Kayseri were heavily clustered in the ≥60 age male population. Overall hospital mortality for stroke cases jumped to 13.3% in the ≥60 group, compared to 5.7% in the 0-59 demographic. It is strongly evaluated that this notable difference in relative morbidity and absolute mortality may be intricately related to regional sociocultural structures and occupational exposure patterns. The prevalence of outdoor work, heavy agricultural labor, construction, and industrial activities dominated by the male workforce in the Kayseri region exposes this demographic to direct, unmitigated solar radiation and intense physical exertion during peak temperature hours. This behavioral and occupational dynamic leads to profound cumulative heat loading and unrecognized dehydration, thereby driving the unique epidemiological profile observed in this inland province. In conclusion, this comprehensive empirical study conducted on the Kayseri example clearly and undeniably reveals the massive and significant risk increase created by prolonged heat waves and lagged physiological effects in stroke cases within a continental climate. The findings emphatically demonstrate that the public health risk does not magically dissipate when the meteorological heat wave officially ends; on the contrary, the risk peaks in the following 48 hours and multiplies exponentially with prolonged exposure. Within this framework, it is urgently recommended that regional heat-health early warning systems (HEWS) be structurally updated to include not only instantaneous absolute temperature thresholds but also delayed effect algorithms and exposure duration (added effect) parameters. Furthermore, local health policymakers and hospital administrators must ensure that critical resource planning, triage capacity, and intravenous hydration therapy protocols in emergency departments and neurology clinics are actively optimized based on the critical 48-hour lag period following the temperature surge, rather than solely reacting on the day the heat wave is announced. For vulnerable working populations, enforcing occupational safety measures such as shifting working hours for outdoor laborers and mandating hydration breaks during heat waves is crucial. It is highly expected that the robust statistical results, unique demographic insights, and specific methodological framework obtained from this thesis will deeply contribute to strengthening protective public health policies, optimizing acute clinical management, and radically increasing the proactive climate change adaptation capacity in Kayseri and other regions with similar continental, semi-arid climate characteristics across the globe.

Benzer Tezler

Tez No
835003
Sıcak hava dalgalarının insan sağlığına etkileri
The effects of heatwaves on human health
YUNUS ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2023
Meteoroloji Marmara Üniversitesi
İş Güvenliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT OKTAY AKKOYUNLU
DOÇ. DR. HAKKI BALTACI
Tez No
989660
Kocaeli ilindeki sıcak hava dalgalarının sıklığının ve sıcak hava dalgalarının ölümlerle olan ilişkisinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
CEM TURAN
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2026
Halk Sağlığı Kocaeli Üniversitesi
Halk Sağlığı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİĞDEM ÇAĞLAYAN
Tez No
847056
Sıcak hava dalgalarının ölüm oranları üzerindeki etkisi: İstanbul örneği
The impact of heat waves on mortality rate: İstanbul case
MERVE YILMAZ
Doktora
Türkçe
2024
Meteoroloji İstanbul Teknik Üniversitesi
Meteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN TOROS
PROF. DR. GÜNAY CAN
Tez No
737292
İstanbul'da sıcak havaya bağlı ölümler ve sıcak hava dalgası eşik değerlerinin belirlenmesi
HEAT wave impacts on mortality and defining HEAT waves in İstanbul
HAZAL CANSU ACAR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2022
Halk Sağlığı İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
Halk Sağlığı Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNAY CAN
Tez No
1019819
Meteorolojik gözlem ve era5-land verileriyle sıcak hava dalgalarının indeks tabanlı analizi: Sakarya ili örneği
Index-based analysis of heatwaves using meteorological observations and era5-land data: The case of Sakarya province
DİLAY GEZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Jeodezi ve Fotogrametri İstanbul Teknik Üniversitesi
Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ELİF SERTEL
PROF. DR. BEYZA USTAOĞLU

Geri Dön