The link between precipitation and recent outbreak of anthrax in North-West Siberia

Abstract

<p>Anthrax is a bacterial disease affecting mainly livestock but also posing a risk for humans. During the outbreak of anthrax on Yamal peninsula in 2016, 36 humans were infected and more than 2.5 thousand reindeer died or were killed to prevent further contamination [1]. Anthrax is a natural focal disease, which means that its agents depend on climatic conditions. The revival of bacteria in previously epidemiologically stable region was attributed to thawing permafrost, intensified during the heat wave of 2016. We studied recent dynamics of air temperature as well as summer and winter precipitation in the region. In addition, we analysed the effect of winter precipitation and air temperature on the dynamics of active layer thickness using data from Circumpolar Active Layer Monitoring sites [2]. Our analysis suggests that permafrost was thawing intensively during several years before the outbreak, when snowy cold winters followed warmer winters. Thick snow prevented soil from freezing and enhanced permafrost thawing. In addition, we showed that summer precipitation drastically decreased in the region of outbreak during recent years, likely contributing to the spread of disease.  </p><p>[1] Popova, A.Yu. et al. Outbreak of Anthrax in the Yamalo-Nenets Autonomous District in 2016, Epidemiological Peculiarities. Problemy Osobo Opasnykh Infektsii [Problems of Particularly Dangerous Infections]. <strong>4</strong>, 42–46 (2016).</p><p>[2] Circumpolar Active Layer Monitoring site: https://www2.gwu.edu/~calm/ [2/08/2019].</p>

Untitled

“…После 70 лет, в течение которых сибирская язва не обнаруживалась, данная вспышка приблизилась по тяжести к повторяющимся региональным эпизоотиям начала XX в. Активация спор в 2016 г. была вызвана несколькими факторами, включая шесть лет относительно теплой погоды, за которыми последовали холодные годы, тогда толстый слой снега не дал почве замерзнуть. Волна жары летом 2016 г. ускорила таяние вечной мерзлоты, данную ситуацию дополнительно усугубило незначительное количество осадков в июле того же года (менее 10 % от среднего уровня за 30 лет) [61].…”

Pressing issues of environmental health and medical challenges in Arctic and sub-Arctic regions

“…После 70 лет, в течение которых сибирская язва не обнаруживалась, данная вспышка приблизилась по тяжести к повторяющимся региональным эпизоотиям начала XX в. Активация спор в 2016 г. была вызвана несколькими факторами, включая шесть лет относительно теплой погоды, за которыми последовали холодные годы, тогда толстый слой снега не дал почве замерзнуть. Волна жары летом 2016 г. ускорила таяние вечной мерзлоты, данную ситуацию дополнительно усугубило незначительное количество осадков в июле того же года (менее 10 % от среднего уровня за 30 лет) [61].…”

Institute for Atmospheric and Earth System Research (INAR): Showcases for making science diplomacy

“…Collaborative research in Russia has been focused on CC, AQ, dynamics of the land-atmosphere interactions and feedbacks covering topics like permafrost thawing, greenhouse gas (GHG) emissions and sink processes, aerosol formation, environmental health and Artic greening and browning (e.g. Paasonen et al, 2013;Ezhova et al, 2018Ezhova et al, , 2020Petäjä et al, 2020). In China, INAR's collaboration interest has been on understanding the complex air pollution cocktail (Kulmala, 2015) including feedbacks with boundary layer processes and atmospheric aerosol population (Ding et al, 2016a;Petäjä et al, 2016), particularly in the most polluted megacity environments.…”