摘要
气候变化很可能会增加人类暴露于高温环境的程度，从而导致睡眠减少。睡眠时间的缩短可能会损害智力和认知表现，包括在儿童时期，进而产生潜在的社会经济影响。本文探讨了未来由气候变化驱动的睡眠减少对儿童认知表现下降所带来的全球及区域经济成本。相较于2001—2010年的基准期，在高排放情景下，到21世纪末，全球范围内每人每年预计将额外损失16.37小时的睡眠时间。相应地，与睡眠减少及潜在智力下降相关的经济成本预计将达到数万亿美元。欠发达地区预计将经历更大的人均潜在智商损失，并可能承担数倍于最富裕地区的相对经济负担，从而很可能加剧全球环境和经济不平等。我们的研究结果深化了对气候变化在健康和经济层面影响的理解，并可为制定更加公平的气候政策提供参考。
全球变暖正以前所未有的速度发生¹²，其中包括极端热浪发生频率和持续时间的增加³，并同时对公共健康和社会经济发展造成严重影响⁴。暴露于高温环境与超额死亡率、住院率增加、不良妊娠结局、劳动生产率下降以及心理健康问题相关，从而带来经济成本⁵⁻¹⁰。此外，环境温度还可能对人类睡眠状况产生影响¹¹。从生理角度来看，夜间核心体温的下降与入睡过程密切相关¹²。在高环境温度下，人体与周围环境之间的热梯度减小，散热效率低于产热，导致体内热量积累，使核心体温升高并扰乱睡眠—觉醒节律¹³。基于统计模型的全球尺度研究表明，夜间气温升高会延迟入睡时间并减少睡眠时长¹⁴。
儿童时期充足的睡眠时间对于成功学习和学业成就至关重要¹⁵¹⁶。睡眠时间减少会损害记忆、注意力、智力以及认知处理速度¹⁷⁻¹⁹。从长期来看，青少年的智力和认知功能会显著影响其决策能力、未来教育成就以及劳动力参与，从而影响其潜在收入和生产力²⁰²¹。由于气候变化导致的昼夜气温升高，预计将通过缩短睡眠时间和增加短时睡眠的发生频率，扰乱人类（包括青少年）的睡眠¹⁴²²。如果缺乏个人或群体层面的降温适应策略，由温度驱动的睡眠减少可能导致智力和认知发展的下降。从人口学角度来看，过量的智力损失预计将在全球范围内带来相当可观的终身收入损失这一经济负担²³。此外，婴幼儿和儿童在生理和心理上比其他人群更容易受到高温压力的影响，并会经历对身体健康和人类潜能的即时和累积影响²⁴²⁵。然而，目前关于由环境温度升高引发的儿童睡眠减少所带来的社会和经济成本的研究仍然较少。
为填补这一知识空白并为政策制定提供依据，我们构建了一个结合多学科研究成果的数学模型，用以探讨由温度驱动的睡眠减少所导致的儿童认知能力下降在全球及区域尺度上的经济成本。首先，我们利用夜间气温与睡眠时间损失之间的暴露—反应关系（该关系来源于迄今为止规模最大的环境温度对睡眠影响的环境健康研究之一），来预测全球变暖对睡眠时长减少的影响¹⁴。随后，我们基于已发表的荟萃分析，构建了一种数学方法，用于生成平均睡眠时间与认知功能（以智商，即IQ量化）之间具有已知相关性的分布，从而推算国家层面的潜在智力下降²⁶。最后，我们采用一种在环境暴露因素影响评估中广泛使用的经济模型，来估算由温度驱动的睡眠减少所引起的IQ下降的经济成本²⁷²⁸。我们还收集了多种共享社会经济路径（SSPs）情景下的气候和社会经济数据预测，用以估计未来的经济成本。本研究探讨了气温上升对睡眠减少的影响，以及人类睡眠、认知功能与经济产出之间的潜在联系。因此，我们的工作为理解气候变化对社会健康和经济的影响提供了新的信息。本研究基于这样一个前提：人群的平均智商水平是可以变化的。需要注意的是，在心理学领域，关于智商分布是否会随社会发展而变化仍存在较大争议²⁹。因此，对于环境因素对人群智商分布影响的评估和解读应保持谨慎。
本研究整合多源气候、人口与经济数据，构建跨学科分析框架以评估气候变化引发的儿童睡眠减少及其认知与经济影响。研究使用ISIMIP3b与CMIP6数据获取未来气温变化（包括中世纪与世纪末情景），并结合共享社会经济路径（SSPs）的人口规模、年龄结构及GDP预测数据，在空间网格尺度上计算温度变化对睡眠时间的影响。通过已有大规模研究建立的“夜间最低气温—睡眠时长减少”的暴露-反应关系，估算不同情景下各地区的睡眠损失，并进一步按人口加权汇总至国家层面。同时，基于文献中的智商（IQ）分布数据及睡眠与认知功能之间的相关性（通过荟萃分析获得），构建统计模型模拟睡眠减少对儿童IQ分布的潜在影响，从而推导各国平均IQ下降幅度。
在此基础上，研究进一步采用环境健康领域常用的经济评估模型，将IQ下降转化为劳动生产力损失（LEP），并结合终身收入估值方法，估算由认知能力下降带来的经济成本。具体而言，假设IQ每下降1点对应约2%的生产力损失，并基于美国终身收入数据进行货币化估算，同时按各国人均GDP进行调整，最终得到全球尺度的经济损失（以2015年美元计）。此外，研究通过多种参数调整（如睡眠时间变化、IQ相关系数区间、气候模型差异及经济参数设定）以及蒙特卡洛模拟开展不确定性分析，以评估结果的稳健性和潜在误差范围。
10个月宝宝每天需要喝多少奶粉？
