Health system resilience: quantifying the dynamic impact of environmental shocks on health service utilization using an interrupted time series and time-series forecasting approach in Western Province, Zambia - 11/04/26

Doi : 10.1016/j.joclim.2026.100672 
Cameron B. Chiarot a, Craig R. Janes a, Fastone Goma b, Karen A. Grépin c, Abel Torres-Espin d, Elizabeth J. Mroz e, Mark W. Smith e, Zahid A. Butt a,
a School of Public Health Sciences, Faculty of Health, University of Waterloo, Waterloo, Ontario, Canada 
b Centre for Primary Care Research, Kasama Road, Lusaka, Zambia 
c Li Ka Shing Faculty of Medicine, School of Public Health, The University of Hong Kong, Pokfulam, Hong Kong Special Administrative Region, China 
d Department of Neurological Surgery, University of California San Francisco, San Francisco, CA, USA 
e School of Geography and Water@Leeds, University of Leeds, Leeds, United Kingdom 

Corresponding author at: Public Health Research and Analytics Lab, School of Public Health Sciences, Faculty of Health, University of Waterloo, 200 University Avenue West, Waterloo, Ontario, N2L 3G1, Canada. Public Health Research and Analytics Lab School of Public Health Sciences Faculty of Health University of Waterloo 200 University Avenue West Waterloo Ontario N2L 3G1 Canada

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
Article gratuit.

Connectez-vous pour en bénéficier!

Abstract

Introduction

In low- and lower-middle-income nations, advancements toward Universal Health Coverage (UHC) are progressively jeopardized by the combined effects of acute shocks, such as floods and pandemics, alongside chronic health system stressors. This study employs a multi-model time-series methodology to dynamically forecast health service utilization and assess the impacts of major shocks in Western Province, Zambia.

Materials and methods

We conducted a longitudinal ecological study utilizing 73 months of routine health data from 62 healthcare facilities (October 2017 to September 2023). We used Prophet and Hierarchical Time Series (HTS) models for forecasting and an Interrupted Time Series (ITS) analysis to quantify the impacts of a drought, the COVID-19 pandemic, and a double-peak flood event.

Results

The Prophet model was the most accurate forecasting tool (MAPE = 7.22 %). The ITS analysis demonstrated that each shock distinctly affected health service utilization. The drought was associated with an immediate decline in utilization (level change = −0.105, p < 0.001), while the COVID-19 pandemic resulted in an immediate increase (level change = 0.069, p < 0.001). The 2023 flood event showed no immediate impact but was associated with a significant positive trend change (trend change = 0.019, p < 0.001).

Discussion

This study provides innovative empirical evidence demonstrating that the interaction between environmental shocks and health system stressors dynamically affects health service utilization.

Conclusion

The findings underscore the significance of adopting multi-model predictive strategies to produce early warnings and to inform targeted, data-driven interventions to strengthen health system resilience.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Health system resilience, Time-Series Forecasting, Interrupted Time Series, Climate Shocks, Health Service Utilization, Zambia


Plan


© 2026  The Authors. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 28

Article 100672- mars 2026 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • Associations between extreme weather events, resource insecurities, and HIV vulnerabilities with self-reported urinary tract infection symptoms among adolescent girls and young women in Kenya
  • Carmen H. Logie, Zerihun Admassu, Andie MacNeil, Aryssa Hasham, Lawrence Mbuagbaw, Humphres Evelia, Julia Kagunda, Beldine Omondi, Clara Gachoki, Mercy Chege, Mumbi Mwangi, Lesley Gittings, Caetano Dorea, Perry Hystad, Janet M. Turan, Manjulaa Narasimhan
| Article suivant Article suivant
  • Examining the health impacts of climate change through electronic health records: A rapid review
  • Arun Dahil, Cameron Pinn, Lucy Smith, Nehal Hassan, Nuno Koch Esteves, Glenn Simpson, Hajira Dambha-Miller

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.

Elsevier s'engage à rendre ses eBooks accessibles et à se conformer aux lois applicables. Compte tenu de notre vaste bibliothèque de titres, il existe des cas où rendre un livre électronique entièrement accessible présente des défis uniques et l'inclusion de fonctionnalités complètes pourrait transformer sa nature au point de ne plus servir son objectif principal ou d'entraîner un fardeau disproportionné pour l'éditeur. Par conséquent, l'accessibilité de cet eBook peut être limitée. Voir plus

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2026 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.