图片来源：豆包AI
文章来源：Bigler, P., & Janzen, B. (2024). Too hot to sleep. Journal of Environmental Economics and Management, 128, 103063.
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引言
炎炎夏夜，你是否也曾因高温而辗转反侧，难以入眠？尽管中国的气候具有多样性，但近年来也明显受到全球变暖的影响，特别是在夏季的高温天气表现尤为突出。过热的天气也总是惹人心烦意乱，辗转难眠。来自德国的一项最新研究表明，在德国，当夜晚最低温度超过20°C时，人们的平均睡眠时间竟减少了12分钟8秒。尽管这个时间看起来不长，但是高温天气往往连续几天甚至几周，累计而成的持续睡眠损失可能会对人体健康和地区经济造成不利影响。
该文利用德国公开的从2020年4月到2022年12月约50万个个人消费者的睡眠数据和地区气候数据进行实证分析，研究结果表明，温度与睡眠时长之间存在非线性关系，平均睡眠时间在高温下减少，而在低温天气下对其影响不大。具体举例来说，如果当日最低气温超过20℃，与中温夜晚相比平均睡眠时间减少了2.8%，约12分钟。更令人担忧的是，这种“热得睡不着”的情况可能带来巨大的经济与健康影响——据估算，仅在德国，每年因夜晚过热导致的经济损失可能高达3.7亿美元。随着气候变暖加剧，未来的代价可能会更加沉重。
数据、模型与变量
02
2.1
数据
在睡眠时间的相关数据上，该文通过罗伯特·科赫研究所开发的Corona-Datenspende应用程序（CDA）收集了从2020年4月到2022年12月在德国大约五十万个个人消费者可穿戴传感器每天收集的生命数据。这些数据由健身追踪器和智能手表测量，最终汇总得到了德国各地区随时间变化的生理和行为信息，涵盖德国401个区连续991天的数据，共计397391个观测值。
在环境温度的相关数据上，该文利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）提供的第五代全球气候大气再分析（ERA5）的气候数据。这份气候数据通过水平分辨率0.25×0.25的网格（约31公里×31公里）进行统计。作者将网格数据汇总到区级，将与地区重合的所有网格对应的气候数据进行平均处理汇总而成。以相同方法获取了日最低气温、降水量、云量并推导了日平均风速和相对湿度等数据。下图中，图B展现了德国平均睡眠时长的空间分布（单位：min），图C则展示了平均最低温度的空间分布（单位：℃）。
2.2
模型与变量
该文采用面板数固定效应模型进行回归分析，具体回归模型如下：
03
实证结果
3.1
基准回归
通过面板固定效应模型的分析，研究发现，德国人在热带夜晚（最低温度高于20°C）平均比中温日（最低温度在5°C至10°C之间）少睡12分8秒，相当于睡眠时间减少了2.8%。考虑当前和滞后温度的影响则发现，不仅当天的高温会影响睡眠，过去几天的高温也会对睡眠产生累积性负面影响。具体而言，过去三天中每增加一个高温夜晚，当天的睡眠时间会显著减少4分20秒，但睡眠时间对低温夜晚不敏感。
3.2
稳健性检验
该文进一步对结果进行了稳健性检验。首先，调整温度区间宽度，使其与文献中有时使用的5个区间一致。其次，考察了温度替代函数形式的敏感性，用以确认之前关于温度与睡眠时间之间存在非线性关系的结果。第三，使用两种不同的温度测量方法。第四，将睡眠时间的自然对数作为因变量重新估计基准回归。第五，使用不同聚类水平的模型结果。第六，通过随机重新分配热带夜晚进行了稳健性检验。最后，通过使用替代气候数据来进行稳健性检验。具体检验内容请关注原文及附录。
3.3
异质性分析
该文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：第一，作者将样本划分为温暖地区和寒冷地区，结果显示，温暖地区的居民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。第二，通过根据人均GDP划分富裕地区与贫穷地区，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，这意味着经济发展并未显著缓解高温对睡眠的负面影响。第三，城市地区和农村地区的温度效应也未表现出明显的差异。这一分析表明，高温影响睡眠的不利影响是广泛存在的，且并未因经济条件或地理位置的不同而发生改变。
启发与展望
04
全球变暖不仅仅带来生态环境上的显著变化，对人们的生活和睡眠也可能会造成较大的影响。充足的睡眠时间能让人们拥有更饱满的精力投入生产制造中，进而影响各种经济结果。当然，“热到睡不着”也意味着空调、风扇等防范措施可能是未来避暑的必要生活电器，这可能会极大地减轻最低温度过高对睡眠的不利影响。
在该文中，作者也意识到样本的自我选择问题。在公开数据的人口统计信息中，男性（63%）多于女性（37%），存在明显的性别差异；年龄分布也偏离了德国的一般人口分布，年轻人（低于20岁）和老年人（高于65岁）被低估，中年人（40-59岁）则被高估；在地区上，德国东部地区的数据量较少，在人口较多的地区数据则更多。尽管温度变化在年长和年幼的人群中影响可能更为强烈，地区差异也可能会造成有偏的结果，但是在有限的样本数据下，仍然呈现了目前的结果，这个结果已经值得人们在睡眠时长与气候温度之间进行深思。未来的研究可以从其他地区或国家数据着手研究，也可以进一步探讨其他环境变量，如湿度，风速等对睡眠的影响。
推文作者：周浩，长安大学经济与管理学院。研究领域：能源经济，环境经济。邮件：。欢迎学术交流！推文可能存在纰漏与不足，非常欢迎大家批评和指正！
Abstract
Adequate sleep is important for a variety of economic outcomes. We study the relationship between ambient temperatures and human sleep using daily district-level data on sleep duration collected by nearly half a million individual consumer wearable sensors in Germany from 2020 to 2022. Our results illustrate a nonlinear relationship between temperature and sleep duration. Average sleep duration decreases at high temperatures and is unaffected by low temperatures. For instance, we find a small but statistically significant reduction in average sleep duration of 2.8% (12 min and 8 s) on a tropical night (when daily minimum temperature exceeds 20 ℃) compared to a mid-temperature night. We document corresponding changes in physical activity (number of daily steps) and vital signs (resting heart rate) at high minimum temperatures, which could represent potential mechanisms for the link between temperature and sleep.
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