Ondas de calor: modelos de medição previsão e monitorização dos impactos na saúde

Abstract

Introdução: A ocorrência de ondas de calor, que se verifica com alguma frequência em Portugal Continental, é reconhecida como um problema de saúde pública. É sabido que as ondas de calor têm um grande impacto em Portugal em termos de mortalidade, estando por esclarecer de forma conclusiva o que se passa em termos de morbilidade. Muitos estudos apontam as consequências das ondas de calor e um número razoável aponta medidas a tomar no caso de ocorrência de ondas de calor de forma a minorar os seus efeitos. No entanto, a quantidade de estudos que propõem metodologias concretas, como modelos de previsão e sistemas de vigilância validados para as ondas de calor, é escassa o que limita a definição de políticas e de estratégias de intervenção. Objectivos: O presente trabalho destinou-se a: definir e construir modelos da relação entre a ocorrência de diferentes níveis de calor e o respectivo impacto em termos de mortalidade; propor e testar metodologias de medição do impacto de ondas de calor na mortalidade; estabelecida capacidade de previsão e de mensuração dos impactos, a procurar o estabelecimento e a definição de um esquema de vigilância nacional dos períodos de excesso de calor e de mecanismos de vigilância da mortalidade de forma a permitir desenvolver respostas adequadas ao desafio de saúde pública que é o fenómeno das ondas de calor. Material e Métodos: Para este trabalho foram usados números diários observados de mortalidade e de condições climáticas. Os dados de mortalidade tiveram duas fontes: a base de dados de mortalidade do Instituto Nacional de Estatística (INE), e dados de registos de óbito feito pelas Conservatórias do Registo Civil (CRC) do Instituto dos Registos e Notariado (IRN), geridos pelo Instituto das Tecnologias de Informação na Justiça (ITIJ). Para o efeito, foram considerados dados de mortalidade diária por “todas as causas” desde 1981 até à actualidade. Os dados de condições ambientais foram disponibilizados pelo Instituto de Meteorologia, consistindo em dados de temperaturas, mínimas, máximas e médias diárias e, ainda, temperaturas tri-horárias, de 1981 até à actualidade.Para alcançar os objectivos estabelecidos delineou-se um conjunto de seis estudos sequenciais: 1. Estudo da distribuição das temperaturas do ar do distrito de Lisboa e em Portugal Continental; 2. Construção de modelos de previsão de mortalidade para o Distrito de Lisboa com base nas temperaturas do ar; 3. Construção de modelos regionais de previsão da mortalidade associada ao calor; 4. Construção de um índice-ÍCARO nacional e definição de um sistema nacional de vigilância de ondas de calor; 5. Construção de um sistema de vigilância diária da mortalidade em Portugal; e, 6. Avaliação da vigilância nacional de ondas de calor. No que respeita a métodos: procedeu-se ao estudo da distribuição das temperaturas ao longo do período de Maio a Setembro e no espaço geográfico de Portugal continental (estudo 1); definiram-se novas propostas para a medição do impacto das ondas de calor na mortalidade e na morbilidade (estudos 2, 3 e 6); elaboraram-se novos Modelos de Regressão Linear Múltipla, usando o pacote estatístico SPSS/PASW Statistics (versões 15 a 18) e a plataforma R (estudos 2 e 3); e implementaram-se Sistemas de Vigilância de Ondas de Calor (integrando os modelos de previsão regionais obtidos, definições e propriedades de índices definidos) (estudo 4) e de mortalidade a nível nacional (estudo 6); a avaliação do sistema de vigilância de ondas de calor nacional foi feita usando os dados de mortalidade de 2007 a 2009 (estudo 6), consistindo na análise detalhada dos períodos de calor identificados pelo sistema de vigilância de ondas de calor no Verão do ano de 2009, no cálculo dos respectivos excessos de mortalidade usando o sistema de vigilância diário da mortalidade portuguesa e na discussão das múltiplas estimativas de excesso de mortalidade obtidas. Resultados: Do trabalho desenvolvido os principais resultados foram a obtenção de modelos de previsão da mortalidade associada à ocorrência de calor para o distrito de Lisboa, por regiões (conjuntos de distritos) e para as respectivas populaçõesmais idosas com boas características estatísticas – bons níveis de ajustamento aos dados subjacentes –, e boas qualidades de identificação de níveis moderados e muito elevados de mortalidade no conjunto de 23 anos (1981 a 2003, 8399 dias), donde se destacam elevados valores de especificidade; valores de sensibilidade que podem ser considerados óptimos; e valores muito elevados de probabilidade correcta de decisão, isto é, com probabilidade de afirmar correctamente que um dia é, ou não é, um dia com excesso de mortalidade, na ordem dos 99,5%. Foram feitos contributos, muito específicos, para a modelação dos impactos das ondas de calor na mortalidade: a definição da variável Sobrecarga Térmica Acumulada Generalizada (STAG) com limiar dinâmico de temperatura resultou particularmente bem para a previsão da mortalidade associada ao calor na região de Lisboa, estabelecendo uma ponte entre uma hipótese de adaptação gradual das populações ao aumento progressivo das temperaturas ao longo do Verão e as referências na literatura que indicam maiores impactos de ondas de calor de acordo com a sua precocidade no Verão; o estabelecimento de modelos de previsão regionais trouxe também conhecimentos adicionais importantes como a definição clara de que o uso das temperaturas de todos os distritos da região é preferível a uma única temperatura de referência, que o uso de múltiplos limiares fixos de temperatura por região é uma solução exequível, que as variáveis sobrecarga térmica acumulada (generalizada e não generalizada) demonstram importância também ao nível regional; verificou-se ainda que a definição de modelos para a mortalidade do grupo etário dos 75 ou mais anos, não indicou diferenças substanciais para o racional obtido para a mortalidade total, observou-se que os modelos tenderam a ser um pouco mais explicativos, ligeiramente menos complexos, com eventuais necessidades de diferentes limiares de temperatura, mas globalmente com a mesma capacidade de assinalar correctamente um dia de Verão como sendo ou não um dia de onda de calor. Foi demonstrada a possibilidade de estabelecer um sistema de vigilância de ondas de calor de âmbito nacional, com base em modelos de previsão estabelecidos para quatro regiões (conjuntos de distritos contíguos) definidas com base nas proximidades estatísticas das temperaturas máximas e mínimas dos distritos e nos respectivos números de óbitos por “todas as causas”, e numúnico índice que sumariza os resultados dos diferentes modelos de previsão para as regiões. Cada um dos estudos levado a cabo respondeu a um conjunto de objectivos específicos cujos resultados foram sumariamente os seguintes: Estudo 1 - Estudo da distribuição das temperaturas do ar do distrito de Lisboa e em Portugal Continental  Foram definidos limiares teóricos para as temperaturas do ar cuja média aritmética nas semanas de 18 a 40 do ano civil rondou os 31ºC.  As temperaturas de Verão têm um padrão bem definido ao logo das semanas. As temperaturas aumentam até por volta das semanas 30-32 e voltam a decrescer posteriormente ao longo do término do período de Verão.  Com base na distribuição geográfica (por distritos) dos percentis de 97,5% das temperaturas por distrito verificou-se que no Verão (de Maio a Setembro) Portugal apresenta um gradiente Norte-Sul, com Sul a tender ser mais quente (com a zona costeira do Algarve a escapar a esta tendência), e um gradiente Litoral-Interior, onde o litoral tende a ser mais “fresco” que o Interior.  As temperaturas de todos os distritos de Portugal Continental demonstraram ser matematicamente modeláveis da mesma forma. Estudo 2 - Construção de modelos de previsão de mortalidade para o Distrito de Lisboa com base nas temperaturas do ar  Foram apresentadas e discutidas quatro propostas de limiares, construídos com base nas temperaturas do ar de Lisboa, para o estabelecimento de níveis de risco de impacto o calor na mortalidade. Estas propostas introduziram o aspecto novo de considerar limiares dinâmicos (com variação ao longo de período de tempo entre Maio e Setembro).  Foram estudadas as propriedades do modelo para relação calor-mortalidade previamente estabelecido em Portugal. A adaptação deste modelo para a metodologia adoptada nesta dissertação mostrou que omodelo já dispunha de boas propriedades estatísticas com um R2-ajustado de 50,8%, porém sem normalidade dos resíduos (diferença entre valores de mortalidade observada e prevista pelo modelo).  Mostrou-se a diferença conceptual entre a nova variável STAG e a variável Sobrecarga Térmica Acumulada (STA) que já existia anteriormente.  Foram estabelecidos, usando Regressão linear múltipla, quatro modelos que incluíram limiares de temperatura fixos (modelo I) e dinâmicos (modelos II a IV), incluíram as variáveis STA e STAG para a mortalidade “todas as causas” de toda a população (todas as idades).  Foram estabelecidos, de igual modo, quatro modelos similares para a mortalidade “todas as causas” da população com 65 ou mais anos de idade que mostraram ter as mesma características e ligeiramente melhores valores de ajustamento aos dados.  Foram também investigados os mesmos modelos restringindo os dados aos meses de Maio e Setembro na procura de identificar pistas que indicassem o melhor limiar dinâmico. Verificou-se que mesmo na ausência dos meses com as grandes ondas de calor e os respectivos impactos na mortalidade as mesmas características emergiam nesta abordagem.  Verificou-se que os modelos apresentaram coeficientes de ajustamento entre 50% (limiar fixo) e 68,9% (limiares dinâmicos).  Os modelos com limiar dinâmico com crescimento gradual no princípio do Verão começando nos 29ºC e aumentando semanalmente 1ºC até atingir 35ºC (modelo IV) mostraram ter o melhor ajustamento. Este facto é compatível com uma adaptação a curto-prazo dos indivíduos à evolução de aumento das temperaturas ao longo do Verão.  O modelo IV mostrou ter elevados valores de especificidade (acima de 99%), elevados valores preditivos negativos (acima de 99%) e elevada probabilidade correcta de indicação de excesso de mortalidade apenas com base nas temperaturas do ar (99,7%).Estudo 3 - Construção de modelos regionais de previsão da mortalidade associada ao calor  Com base nas temperaturas máximas e mínimas do ar e da mortalidade “todas as causas” por distrito foram estabelecidas quatro regiões (conjuntos de distritos contíguos) homogéneas.  Foi definida uma temperatura de referência para cada região consistindo esta na temperatura do distrito que apresentava melhor correlação com as temperaturas de todos os restantes distritos do grupo.  Foram estudados seis modelos para cada região para a mortalidade “todas as causas” de todos os grupos etários. E, foram estudados os mesmos seis modelos para cada região para a mortalidade “todas as causas” de todos dos indivíduos com 75 ou mais anos de idade. Globalmente observou-se: o Todos os modelos obtidos se constituíram válidos para a relação entre ocorrência de calor e a mortalidade; o O modelo regional que ensaiava o uso da temperatura do ar de apenas um dos distritos (temperatura referência) – modelo R V - mostrou ser o menos adequado; o Os melhores modelos regionais obtidos incluíram sempre as temperaturas da maioria ou de todos os distritos da respectiva região; o Todos os modelos incluíram as variáveis STA e STAG do próprio dia e do dia anterior; o Todos os modelos incluíram os limiares fixos de 32ºC e 35ºC; o Todos os modelos apresentaram valores elevados de especificidade; o Todos os modelos apresentaram óptimos valores de sensibilidade; o Todos os modelos revelaram muito bons valores de decisão correcta (acima de 99%) com o modelo R I – modelo que incluiu informação das grandes ondas de calor de 1981, 1991 e 2003, dois limiares fixos de temperatura 32ºC e 35ºC, as temperaturas de todos os distritos e as variáveis STA, STAG e EXC (excesso de temperatura do dia) – a deter maioritariamente os valores das estatísticas de avaliação dos modelos mais elevados. xxxiii Estudo 4 - Construção de um índice-ÍCARO nacional e definição de um sistema nacional de vigilância de ondas de calor  Foi formalmente definido o conceito de Índice-ÍCARO (definição que já existia e que relacionava mortalidade prevista com impacto de calor com mortalidade esperada sem impacto de calor) e obtidas formalmente, pela primeira vez, um conjunto das respectivas propriedades.  Definiu-se um sistema de vigilância de ondas de calor e discutiram-se os aspectos positivos e negativos de um sistema baseado apenas numa cidade (Lisboa) com base na experiencia empírica de 1999 a 2003.  Para estabelecer um sistema de vigilância de períodos de calor verdadeiramente nacional fazendo uso dos modelos de previsão regionais obtidos procurou-se a definição de um Índice-ÍCARO nacional que sintetizasse o verdadeiro risco nacional de observar impacto na mortalidade devido à ocorrência de calor. Este índice-ÍCARO nacional foi estabelecido como a média ponderada dos quatro índices-ÍCARO regionais com as ponderações feitas usando a população residente de cada região.  Foi definido um enquadramento genérico de interpretação dos índices do tipo-ÍCARO de forma a permitir uma interpretação uniformizada do potencial de risco associado à ocorrência de calor, entre todos os actores envolvidos na vigilância de ondas de calor, a que se chamou Índice Alerta-ÍCARO. Também se fez uma sistematização formal das respectivas propriedades. Este novo enquadramento uniforme de interpretação dos índices-ÍCARO relativos ao risco de mortalidade associado à ocorrência de calor, revelou-se de grande utilidade, tendo sido adoptado no documento do Plano de Contingência de Ondas de Calor de 2010 na definição dos respectivos níveis de alerta num período de tempo de menos de um mês (entre a sua primeira apresentação em contexto do lançamento da componente técnica da vigilância das as ondas de calor e publicação do documento por parte da Direcção Geral da Saúde).Estudo 5 - Construção de um sistema de vigilância diária da mortalidade em Portugal  Foi descrito e apresentado o sistema de vigilância diária da mortalidade Portuguesa (VDM), e mostradas as respectivas potencialidades, em particular no que respeita à sua capacidade de detecção e confirmação de fenómenos com impacto na mortalidade diária e semanal, onde se incluem as ocorrências de calor elevado ou ondas de calor. Estudo 6 - Avaliação da vigilância nacional de ondas de calor.  Foi feita a avaliação do teste dos modelos estabelecidos, levada a cabo de 2006 a 2009, através da vigilância das ondas de calor (sistema de vigilância ÍCARO), para tal contando com a informação do sistema de vigilância diária da mortalidade (VDM). A avaliação dos modelos e dos respectivos Índices-ÍCARO cingiu-se ao ano de 2009 por haver necessidade de dispor de dados de mortalidade de referência que também foram gerados pelo sistema VDM. Assim, verificou-se:  Os modelos e os respectivos índices identificam períodos de calor associados à existência de mortalidade para além da esperada;  O sistema de vigilância de períodos de calor com potenciais impactos na saúde humana, apoiado nos modelos desenvolvidos, permite identificar impactos na mortalidade de todas as magnitudes (desde apenas de cerca de uma dezena de óbitos até às centenas ou milhares), com capacidade de revelar as heterogeneidades das ondas de calor ou das regiões onde elas ocorrem, e mostrou-se particularmente sensível a detectar situações limiares de ocorrência de calor, capacidade que não estava anteriormente demonstrada;  A magnitude do excesso de mortalidade associada ao calor definida a priori pelos índices-ÍCARO mostrou-se associada à dos respectivos excessos definidos a posteriori por outras metodologias;  Foram usados dois métodos para determinar excessos de mortalidade: um método de comparação directa da mortalidade de períodos homólogos e equivalentes, e outro usando regressão cíclica – verificando-se que o primeiro gerou sempre estimativas, e estas foram sempre consistentes, enquanto o método de regressão apresentoufragilidades quando o número médio de óbitos diários em análise foi baixo, mas resultados particularmente robustos quando apreciada a mortalidade total;  Os resultados de excesso de mortalidade identificados no ano de 2009, ano cujo Verão foi percepcionado como moderado, mostraram-se relevantes do ponto de vista da saúde pública, o que aconselha que a tomada de medidas apropriadas para mitigação dos efeitos nefastos do calor não deve esperar por grandes períodos de calor. Conclusões: Os modelos de previsão desenvolvidos e estudados nesta dissertação mostraram-se consistentes e evidenciaram capacidade de previsão, consubstanciada na identificação de pequenos impactos na mortalidade da população devidos à ocorrência de calor (capacidade não previamente identificada noutros trabalhos), permitindo estabelecer um sistema de vigilância de períodos de calor com potencial nefasto na saúde da população portuguesa de verdadeiro âmbito nacional, e havendo, em consequência, motivado e incentivado já a criação de um sistema de vigilância da mortalidade com grande potencial de observação atempada dos fenómenos que a afectam e o desenvolvimento inerente da sua investigação. Assim, os resultados desta dissertação, que consistiram em modelos adequados de previsão, em índices que permitem melhor comunicação e percepção do risco, no estabelecimento amplo e global de vigilância de ondas de calor ao nível nacional e na existência complementar de um sistema rápido de vigilância da mortalidade constituem contributos importantes para o conhecimento dos impactos da ocorrência de calor na saúde humana que podem contribuir para a melhor definição das respectivas políticas de saúde.

Introduction: The occurrence of heat waves, which happen with some frequency in mainland Portugal, is recognized as a public health problem. It is known that heat waves have a big impact in Portugal in terms of mortality, being unclearly conclusive what is happening in terms of morbidity. Many studies show the effects of heat waves and a reasonable number points out which measures to take in case of occurrence in order to mitigate their effects. However, the amount of studies that have proposed specific methodologies, such as predictive models and validated surveillance systems for heat waves, is scarce limiting the definition of policies and of intervention strategies. Objectives: the present work was designed to: define and build models for the relationship between the occurrence of different levels of heat and their impact on mortality; to propose and test methodologies for measuring the impact of heat waves on mortality; after having prediction and measurement of impacts capacity, to seek the establishment and the definition of a national surveillance scheme for periods of excessive heat and mortality surveillance mechanisms to enable developing appropriate responses to public health challenge that is the phenomenon of heat waves. Methods: For this work we used daily numbers of observed mortality and weather conditions. Mortality data had two sources: the mortality database from the National Statistics Institute (Satistics Portugal), and data from death registrations made by the Civil Registry Office (CRO) of the Institute of Registration and Notary (IRN), managed by Institute of Information Technologies in Justice (ITIJ). Thus, daily mortality data for "all causes" since 1981 until the present were considered. Data on environmental conditions were provided by the Meteorological Institute, consisting of temperature data, minimum, maximum and average daily and also three-hourly temperatures from 1981 to the present. To achieve the objectives a set of six sequential studies was designed: 1. Study of the distribution of air temperatures of the Lisbon district and of Portugal Mainland;2. Construction of predictive models of mortality for the District of Lisbon based on air temperatures; 3. Construction of regional predictive models for heat associated mortality; 4. Construction of a national ICARO-index and definition of a national heat waves surveillance system; 5. Construction of a daily mortality surveillance system in Portugal; and, 6. Evaluation of the implemented national heat waves surveillance system. In what regards methods: was performed the study of the distribution of temperatures over the time period from May to September and in the geographical area of mainland Portugal (study 1), new proposals to measure the impact of heat waves in mortality and morbidity were defined (studies 2, 3 and 6), new Multiple Linear Regression models were elaborated using the SPSS/SPSS Statistics (Versions 15 to 18) and R-project platform (studies 2 and 3); and national level Surveillance Systems for Heat Waves (integrating regional forecasting models obtained, definitions and properties of the indexes defined) (study 4) and for mortality (study 6) were implemented, the evaluation of the national heat waves surveillance system was performed using mortality data from 2007 to 2009 (study 6), consisting of the detailed analysis of the periods of heat identified by the system during the summer of 2009, in the calculation of their excess mortalities using the Portuguese daily mortality surveillance system of and in the discussion of multiple obtained excess mortality estimates. Results: From the developed work the main results were the definition of heat related mortality predictive models for the district of Lisbon, by regions (clusters of districts) and for their older populations with good statistical characteristics - good levels of goodness of fit to data - and good identification of moderate to very high mortality levels in the range of 23 years (1981 to 2003, 8399 days), where high specificity, optimal sensitivity, and very high probability of correct decision (i.e. likelihood of correctly saying that a day is or is not a day with excess mortality was around 99.5%) values were obtained. Very specific contributions were made, for modeling heat waves’ impacts on mortality: the definition of variable Generalized Accumulated ThermalOvercharge (GATO) with dynamic temperature threshold resulted particularly well for predicting the heat-related mortality in the region Lisbon, establishing a bridge between the hypothesis of gradual adaptation of populations to the steady increase in temperatures throughout the summer and the references in the literature that indicate major impacts of heat waves in early summer; the definition of regional prediction models also brought some additional important knowledge as was the clearly defining that the use of temperatures of all districts of the region is preferable to a single reference temperature, that the use of multiple fixed temperature thresholds for the region is a feasible solution, that accumulated thermal overcharge variables (generalized and non-generalized) show significance at regional level too; it was found that the definition of models for the mortality of the age group of 75 or more years, indicated no substantial differences for the rational obtained for total mortality, it was observed that the models tended to be a little more explanatory, slightly less complex, with possible needs for different temperature thresholds, but overall the same ability to properly mark a day of summer as being or not a heat wave day. The possibility of establishing a surveillance system for heat waves nationwide was demonstrated, based on prediction models established for four regions (sets of contiguous districts) based on statistical proximities of maximum and minimum temperatures in the respective districts and of numbers of “all causes” deaths, and in a single index that summarizes the results of different forecasting models for the regions. Each of the studies conducted answered a specific set of objectives whose results were, briefly, as follows: Study 1 - Study of the distribution of air temperatures of the Lisbon district and of Portugal Mainland  Theoretical air temperatures thresholds were defined, arithmetic mean for weeks 18 to 40 of the calendar year was around 31ºC.  Summer temperatures have a well-defined pattern along the summer weeks. Temperatures increase until around weeks 30-32 and decrease over the summer end period.Based on the geographic distribution (by districts) percentiles of 97.5% of the temperatures by district showed that in summer (May to September) Portugal has a North-South gradient, where South tend to be hotter (with the Algarve's coastline escaping this trend), and a gradient Coast-Interior, where the shore tends to be fresher than the Interior.  It was proved that air temperature’s evolutions of all Portuguese districts are mathematically modeled in the same manner. Study 2 - Construction of mortality predictive models for the District of Lisbon based on air temperatures  Were presented and discussed four thresholds proposals for the definition of risk levels of heat impact on mortality, constructed with the air temperatures of Lisbon. These proposals have introduced the new feature of considering dynamic thresholds (changing over the time period between May and September).  The properties of the model for heat-mortality relationship previously established in Portugal were studied. The adaptation of this model for the methodology adopted in this dissertation showed that the model already had good statistical properties with an R2-adjusted of 50.8%, but without normality of residuals (difference between values observed mortality and predicted by the model).  The conceptual difference between the new variable GATO and the variable Accumulated Thermal Overcharge (ATO) that previously existed was shown.  Using multiple linear regression four models were defined that included temperature thresholds both fixed (Model I) and dynamic (Models II to IV), included the variables for the ATO and GATO for "all causes" mortality of the entire population (all ages).  Similarly, four models for “all causes” mortality of the population aged 65 years or more that showed to have the same features and slightly better fit to data.  Were also investigated the same models restricting the data to the months of May and September in the quest to identify clues that indicated the best dynamic threshold. It was found that even in theabsence of the months with the major heat waves and their impacts on mortality the same characteristics emerged in this approach.  It was found that models had adjustment coefficients from 50% (fixed threshold) to 68.9% (dynamic thresholds).  Models with dynamic threshold with gradual growth in early summer, starting at 29ºC and increasing 1°C per week until reaching 35°C (model IV) proved to have the best fit. This is consistent with a short-term adaptation of individuals to the evolution of increase in temperatures over the summer  Model IV showed high specificity values (above 99%), high negative predictive values (above 99%) and high probability of correct indication of excess mortality based only on air temperatures (99.7%). Study 3 - Construction of regional predictive models for heat associated mortality  Based on the maximum and minimum air temperatures and "all causes" mortality by the district four homogeneous regions (sets of contiguous districts) were established.  A reference air temperature for each region was defined, consisting of district air temperature that had the best correlation with the temperatures of all other districts of the group.  For each region, six models for “all causes” mortality of all age groups were studied. And, the same six models, for each region, for “all causes” mortality of all individuals with 75 or more years old were also studied. Overall it was observed: o All the models obtained were valid for the relationship between the occurrence of heat and mortality; o The regional model that explored the use of air temperature of only one of the districts (reference temperature) – model R V - proved to be the least appropriate; o The best regional models obtained included always the temperatures of most or all districts in their region; o All models included variables ATO and GATO of the day and of the previous day; xli o All the models included the fixed thresholds of 32°C and 35°C; o All the models showed high levels of specificity; o All the models showed excellent sensitivity; o All the models showed very good values of correct decision (above 99%) with the model R I - which included information from large waves of heat, 1981, 1991 and 2003, two fixed thresholds temperatures 32°C and 35°C, temperatures of all districts and the variables ATO, GATO and EXC (excessive daytime temperature) – having the higher values of the majority of the evaluation defined statistics. Study 4 - Construction of a national ICARO-index and definition of a national heat waves surveillance system  The concept of ICARO-Index (definition that already existed and related predicted mortality with impact of heat with expected mortality without no impact of heat) was formally defined and a set of its properties was formally obtained for the first time.  A definition of heat waves surveillance system was proposed and a discussion on the positive and negative aspects of a system based only in one city (Lisbon) was discussed supported on empirical experience from 1999 to 2003.  To establish a truly national surveillance system of heat periods by using the regional predictive models obtained, the definition of a national-ICARO index that summarizes the real risk of observing national impact on mortality due to the occurrence of heat was sought. This ICARO-Index was established as the national weighted average of the four regional ÍCARO-indices, weights being the resident population of each region.  A generic framework for interpreting the contents of the ICARO-type indices wasdefined to allow a uniform interpretation of the potential risk associated with the occurrence of heat between all actors involved in the monitoring of heat waves, which was called ICARO-Alert-Index. A formal systematization of its properties was also made. This new framework for uniform interpretation of the indices ICARO-related mortality risk associated with the occurrence of heat, has proved invaluable, having xlii been adopted in the document of the Contingency Plan for Heat Waves of 2010 in defining the respective levels of alert a period of less than one month (between its first presentation in the context of the launch of the technical surveillance of heat waves and publication of the document by the Directorate General of Health). Study 5 - Construction of a daily mortality surveillance system in Portugal  A surveillance system for daily Portuguese mortality (VDM) was described and presented, and its potential features were displayed, particularly regarding capabilities to detect and confirm the phenomena that have an impact on mortality either at daily and weekly levels, which include the occurrences high heat or heat waves. Study 6 - Evaluation of the implemented national heat waves surveillance system.  The evaluation of the established models test, conducted from 2006 to 2009, through the heat waves surveillance system (ICARO surveillance system) was performed, using information of the daily mortality surveillance system (VDM). The evaluation of models and their ICARO-indices was circumscribed to the year of 2009 because there was need for mortality reference data that were also generated by the VDM system. Thus, it was verified that:  Models and the respective indices identify periods of heat associated with the existence of mortality beyond the expected;  the monitoring system of hot periods with potential impacts on human health, supported by the models developed, identifies impacts on mortality of all magnitudes (from about a dozen deaths to hundreds or thousands), capable of revealing the heterogeneity of heat waves or regions where they occur, and was particularly sensitive to detect thresholds situations of occurrence of heat, capacity that was not previously demonstrated;The magnitude of excess mortality associated with heat defined a priori by ICARO-indices was associated with their excesses defined by other methodologies a posteriori;  Two methods were used to determine excess mortality: a method of direct comparison of the mortality of identical and equivalents periods, and another using a cyclical regression - noting that the first generated always estimates, and these were always consistent, while the regression method showed weaknesses when the average number of daily deaths in analysis was low, but results were particularly robust when analyzing total mortality;  The results of excess mortality identified in 2009, a year whose summer was perceived as moderate, were relevant from the public health standpoint, which advises that the taking of appropriate measures to mitigate the adverse effects of heat must not wait for long periods of heat. Conclusions: The models developed and studied in this work were consistent and showed prediction capability identifying small impacts on population mortality due to the occurrence of heat (capacity not previously identified in other studies), allowing the establishment of a monitoring system for periods of potentially harmful heat in population’s health of true national scope, having already motivated and encouraged the creation of a mortality surveillance system with great potential for timely observation of phenomena that affect it and that promotes their research. Thus, the results of this work, which consisted of appropriate forecasting models, in indices that allow better communication and perception of risk, in establishing broad and global surveillance of heat waves at national level and the existence of a complementary system of rapid mortality surveillance are important contributions to the knowledge of the impacts of heat occurrence on human health that can contribute to a better definition of the respective health policies.