热夜难眠：最新研究揭示高温对睡眠的影响

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热夜难眠：最新研究揭示高温对睡眠的影响

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澎湃

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随着全球气候变暖，高温天气对人类生活的影响日益显著。最近发表在《环境经济学与管理期刊》上的一项研究，通过分析德国50万个可穿戴设备数据和气象数据，揭示了高温对人类睡眠的显著影响。研究表明，当夜间温度超过20°C时，人们的平均睡眠时长会减少大约12分钟。虽然这个时间看似不长，但在连续几天的高温环境中，睡眠损失会逐渐积累，对人体的健康和工作效率产生显著影响。

研究背景与数据来源

该研究由Patrick Bigler和Benedikt Janzen共同完成，主要探讨了高温对人类睡眠的影响。研究使用了两类主要数据源：生命体征数据和环境数据。

生命体征数据

该数据来源于德国50万个可穿戴设备（如智能手表和健身追踪器），这些设备记录了用户的睡眠时长、步数和静息心率等生理数据。采集的时间范围为2020年4月至2022年12月，数据涵盖了德国全国范围内的多个行政区划。

环境数据

环境数据来源于欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的ERA5气候重分析数据集，提供了每日的最低气温、降水量、云层覆盖率、风速和相对湿度等气象数据。气象数据是通过0.25° x 0.25°（约31公里x31公里）的网格分辨率进行记录的，并且研究团队将这些网格数据聚合到区级进行分析。

样本描述分析

研究数据涵盖了德国的401个地区，共获得了约40万天的地区级数据，总计397,391个观测点。样本跨度为991天，确保了研究结果的稳健性。

研究发现，样本的平均睡眠时长为432.52分钟（即7小时13分钟），平均每日步数为7,650步，平均静息心率是61.1次/分钟。此外，研究还发现德国人的睡眠时长受到周调节和节假日的影响，且夏季的平均睡眠时间似乎比冬季短。德国北部的平均睡眠时间比其他地区更短，这可能与该地区的平均气温较高有关。

计量模型

为了揭示温度对睡眠时长的非线性影响，作者采用了面板固定效应模型。该模型通过分析同一区域内的温度变化以及不同区域的温度差异，排除了个体的时间不变特征（如文化、地理、人口等）的影响，确保研究重点集中在温度与睡眠之间的因果关系。

模型的基本设定如下：

为了应对潜在的异方差性和标准误差的自相关问题，研究使用了双重聚类标准误，即将标准误差在州和年月度两个层面进行聚类。这一处理方式允许标准误差在同一州的不同地区，以及同一年月内的不同天数之间存在相关性，从而提高了估计结果的稳健性。

研究发现

面板固定效应回归结果表明，温度与睡眠时长之间存在显著的非线性关系。主要结果表明：

当最低温度超过20°C时，平均睡眠时长减少约12分钟，具体为12分8秒，相当于总体平均睡眠时长的2.8%。
在温度处于15°C到20°C之间时，睡眠时长减少6分钟47秒。
温度较低时（例如低于5°C），对睡眠时长没有显著影响，结果显示这些温度区间的系数接近0且不显著。

作者使用图表对温度与睡眠时长的关系进行了可视化。结果显示：

睡眠时长在低温环境下基本保持不变。
随着温度的上升，睡眠时长呈现出显著的下降趋势，尤其是在高温夜晚（20°C以上）。
此外，作者估计，每经历一个“高温夜晚”，睡眠时长将减少约4分20秒，且这种影响具有累积性。

为什么高温影响人类睡眠？

为了更深入地理解温度影响睡眠的机制，作者探讨了身体活动模式和生命体征（如静息心率）的变化。研究发现：

在高温环境下，每日步数显著减少。每日步数在20°C以上的日子中减少了约375步，相当于减少了约4.9%。这表明高温可能降低了人们的身体活动水平，进而影响了睡眠质量。
高温还导致静息心率的显著升高，心率在20°C以上的日子平均增加了1次/分钟。静息心率的升高可能与体温调节负担增加有关，进而对睡眠产生负面影响。

异质性分析

研究还对不同地区和人群的温度效应进行了异质性分析，探讨是否存在适应高温的现象。主要发现如下：

气候较暖地区：作者将样本划分为气候较暖和较冷的地区，结果显示，气候较暖的地区并未表现出显著的适应性，这意味着即使长期处于较高温度环境下，居民也未能有效适应高温对睡眠的影响。
经济水平：通过根据人均GDP划分富裕与贫穷地区，研究发现，无论是富裕地区还是贫困地区，温度效应并无显著差异，这意味着经济发展水平并未显著缓解高温对睡眠的负面影响。
城市与农村：城市和农村地区的温度效应也未表现出明显的差异，表明居住环境对高温的睡眠影响不具备显著的缓解作用。

这一分析表明，高温影响睡眠的负面效应是广泛存在的，且并未因经济条件或地理位置的不同而显著改变。