大气污染和气候变化对人类健康的不利影响已经成为制约人类社会可持续发展的重大问题。心血管和呼吸系统疾病是世界范围内威胁人类健康的主要疾病，也是21世纪所面临的主要公共卫生问题之一。近年来，国内外诸多气象学、环境和医学工作者在大气污染及气候变化对人体健康影响与机理方面进行了相关研究。但这些研究基本都是基于单一的气象指标或污染指标，分析了不同的气象条件或污染状况下，城市居民心血管和呼吸系统疾病死亡风险的增加。在这些研究的基础上，本研究通过分析2010-2012年北京市心血管及呼吸系统疾病死亡病例的时空分布特征，使用广义相加模型、分布滞后非线性模型和地理探测器技术深入研究了环境及社会因素对北京市心血管及呼吸系统疾病死亡的影响，扩展了大家对如何去选择气象指标来度量气象要素对人类健康影响的理解。本文的主要研究成果包括:　　1.大气污染物浓度与气象要素的关系　　(1)通过分析本研究发现，PM2.5作为PM10的一部分，PM25和PM10日浓度并不是服从一个简单的线性关系。而是PM25/PM10率和日平均相对湿度服从一种非线性关系;　　(2)不同的季节具有不同的气候条件，而不同的气候条件会对PM2.5浓度产生不同的影响，因此基于上述的非线性关系，本研究给出了不同季节的多元非线性回归模型，通过该模型可以估算出缺失日期的PM25日浓度值;　　(3)通过分析北京市日PM25浓度和各气象要素的关系，本研究发现几乎在所有的风向上，风速与PM2.5浓度都服从一个类似U型的关系，即并不是风速越大，PM25浓度就越低。　　2.气象要素对心血管疾病死亡的影响　　(1)通过分析不同的高温阈值和不同的高温持续天数对北京市心血管疾病死亡的影响，本研究发现:温度越高，高温持续时间越长，心血管疾病死亡风险越大，而且随着温度升高和持续时间加长，心血管疾病死亡风险的增加速度越来越快。基于以上结果，区别于之前只有当日最高温超过35℃且持续时间超过3天一种情况下，热预警部门才会发布高温预警信号。本研究给出了一个更精确的高温热浪预警的建议，即对于日最高温超过35℃且持续时间超过3天时，或者日最高温超过32℃，33℃或34℃且持续时间超过4天时，都应该发布高温预警。　　(2)除了分析温度对心血管疾病死亡的影响，本研究还选择了一个综合的气象指标——热指数，分析了热指数（温度和湿度的组合作用）对心血管疾病死亡的影响。通过分析本研究发现:当极端高温出现时，对于不同的相对湿度，心血管疾病死亡风险显著不同。当相对湿度较低时，温度是影响心血管疾病死亡更主要的气象因素。当相对湿度较高时，温度和相对湿度都会对心血管疾病死亡产生显著的影响。在此分析的基础上，本文第一次画出了一张针对不同的温度和湿度的心血管疾病死亡风险等级图，该研究成果可以为政府部门发布更加精确的热预警信号提供依据。本研究的研究扩展了大家对如何去选择气象指标来度量气象要素对人类健康影响的理解。　　3.大气污染对心血管及呼吸系统疾病死亡的影响　　(1)分析了持续多日的高PM2.5污染对心血管和呼吸系统疾病死亡影响的研究。对于不同的PM2.5污染阈值和不同的污染持续天数，北京市心血管和呼吸系统疾病死亡风险明显差异。污染越重，污染持续时间越长，心血管和呼吸系统疾病死亡风险越大。本研究发现当高PM2.5污染连续出现时，全人群、老年人、和室外工作者的心血管疾病死亡风险都会增加。对于呼吸系统疾病，只有室外工作者的呼吸系统疾病死亡风险会显著增加，而其它组群（全人群或老年人）的呼吸系统疾病死亡风险增加的不明显。　　(2)通过详细的社会人口学分析，本研究发现对于不同的特征人群，心血管和呼吸系统疾病的死亡风险也有显著不同。PM25污染对老年人、女性、受教育程度低者、无业者、独居老人和满族人的心血管疾病死亡影响显著高于其它组别，其中满族人受PM25污染的影响最大;PM2.5污染对室外工作者的呼吸系统疾病影响非常显著，对其它组群的影响不显著。　　4.环境及社会经济要素对心血管疾病死亡的影响　　(1)在分析心血管疾病死亡的影响因素时，首次将影响心血管疾病死亡的影响因素按是否随季节（时间）变化分为两类:不随时间（季节性）变化的因素和随时间（季节性）变化的因素。在该分类的基础上分析了随时间变化的影响因素对心血管疾病超额死亡率的影响和不随时间变化的影响因素对心血管疾病死亡率的影响;　　(2)通过分析本研究发现:“公园面积/平方公里”和温度是影响心血管疾病死亡空间差异的最主要的环境因素;“城镇居民年人均可支配收入”是影响心血管疾病死亡空间差异的最主要的社会经济因素。