Wetter, Klima und Covid-19 Klima-Epidemiologisches Modell: Corona ist ein Wintervirus

Physiker haben simuliert, wie gut Sars-CoV-2 bei verschiedenen klimatischen Bedingungen von Mensch zu Mensch springen kann. Ergebnis: Die Welt muss sich auf regelmäßige Ausbrüche im Winter einstellen.

Schneemann trägt Mund-Nasen-Schutz
Corona kann vor allem bei winterlichen klimatischen Bedingungen gut übertragen werden. Bildrechte: IMAGO / ZUMA Wire

Die meisten Modellrechnungen zur Corona-Pandemie sind grundsätzlich ziemlich einfach aufgebaut: Auf der einen Seite steht die menschliche Population, die sich in Infizierte, Genesene und noch ansteckbare Menschen aufteilt, auf der anderen Seite steht die Infektionsrate, mit der das Virus weitergegeben wird und eine Erholungsrate, mit der Erkrankte die Infektion überwinden. Für die meisten Fragen der laufenden Pandemie konnte dieses SIR genannte epidemiologische Modell (SIR steht für susceptible-infected-removed/anfällig-infiziert-entfernt) die richtigen Antworten bieten.

Allerdings: Die Saisonalität von Corona, das heißt die verstärkten Ausbrüche dort, wo es gerade Winter ist, hat SIR nicht vorhersehen können. Das wollen nun zwei Physiker der Universität Nikosia auf Zypern ändern und präsentieren ein Modell, das die klimatischen Schwankungen auf der Erde miteinbezieht.

Zwei Ausbruchswellen pro Jahr

Talib Dbouk und Dimitris Drikakis berichten im Fachmagazin Physics of Fluids von ihrer Arbeit, am Computer das Verhalten von Viruspartikeln in der Luft mit der Epidemiologie zusammenzubringen. Dafür nutzten sie neben dem epidemiologischen auch Modelle der Fluid-Dynamik.

Im Ergebnis errechneten sie so eine wetterabhängige Luftübertragungsrate für das Virus und wendeten diese auf die Städte New York, Paris und Rio de Janeiro an. So konnten sie einerseits tatsächlich beobachtete Corona-Ausbrüche mit den klimatischen Bedingungen erklären, andererseits auch Vorhersagen dafür entwickeln, wann das Wetter weitere Ausbrüche begünstigt.

Die beiden Physiker kommen so zu dem Ergebnis, dass weltweit mit zwei großen Ausbruchswellen pro Jahr gerechnet werden müsse, jeweils während des Winters auf der Nord- und auf der Südhalbkugel.

Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Windgeschwindigkeit

Das Modell fokussiert auf das Mikroklima in der Umgebung von infizierten Personen. Sie geben das Virus durch Husten, Niesen oder auch nur Atmen und Sprechen in winzigen Spucketröpfchen an ihre Umgebung ab. Diese Umgebung hat eine bestimmte Temperatur, Luftfeuchte und Windgeschwindigkeit.

Die Forscher gehen davon aus, dass die Viruskonzentration bei größerer Hitze abnimmt, wohingegen umgekehrt höhere Luftfeuchte und Windgeschwindigkeiten für einen Anstieg der Viruskonzentration sorgen. Diese Annahmen rechnen sie mit verschiedenen Viruskonzentrationen in Modellrechnungen durch, um so zu einem Wert der Übertragbarkeit von Sars-CoV-2 zu gelangen.

Angewendet auf zwei Zeitpunkte im Jahr 2020 konnten die Forscher so abbilden: Im März steigt die Übertragbarkeit der Coronavirus, je weiter nördlich auf der Erde sich Menschen befinden. Umgekehrt gilt im August, dass die Viren besser von Mensch zu Mensch springen können, je weiter südlich sie durch die Luft übertragen werden.

Die Grafik zeigt die Erdkarte mit Punkten, die die Ausbreutung des Coronavirus anzeigen
Die Grafik der Forscher zeigt: Die Übertragungsraten des Coronavirus variieren in der nördlichen und südlichen Hemisphäre je nach Jahreszeit, was auf eine Wetterabhängigkeit hinweist. Bildrechte: Talib Dbouk and Dimitris Drikakis, University of Nicosia

Im Sommer Ruhe vor Corona

Angewendet auf die drei Metropolen New York, Paris und Rio De Janeiro ergeben sich unterschiedliche Zeiten, wann die Corona-Übertragbarkeit besonders hoch ist. So hat Paris größtenteils Ruhe vor dem Virus zwischen Mai und September. Allerdings kann regnerisches, stürmisches Wetter auch im Frühjahr und Frühherbst schon für eine mittlere Übertragbarkeit sorgen. Im Winter ist dann die Übertragungsrate hoch.

Für New York ergibt sich ein ähnliches Bild, wobei die Übergänge hier fließender sind und die Phase der hohen Übertragbarkeit im Winter insgesamt kürzer. In Rio wiederum kommt es zu Ausbrüchen vor allem in der Zeit zwischen Juni und Oktober.

Abstandregeln kein Teil des Modells

Das Modell der beiden Physiker bezieht explizit nicht die Wirkung von Hygieneregeln und Lockdowns ein. Es zeigt aber, wann solche Maßnahmen besonders sinnvoll beziehungsweise notwendig sind.

21 Kommentare

MDR-Team vor 24 Wochen

Hallo @Ritter,
ein Pandemieplan ist eine Handlungsanweisung. In dieser ist festgelegt, wer wann zuständig wird, wie Hilfen organsiert werden und welche Maßnahmen an welchem Punkt umzusetzen sind. Wenn Sie in die Genese der aktuellen Pandemie schauen, dann kann man höchstens darüber streiten, dass das SARS-CoV-2 anfangs unterschätzt wurde (was sich die Landesregierungen längst eingestanden haben).

Nun zurück zu ihrem Eingangskommentar. Hinweise zu Hygieneregeln sowie Impfempfehlungen gibt es jedes Jahr aufs Neue. Zudem ist auch die Influenza meldepflichtig. Da sich hier das Prozedere als hilfreich erwiesen hat und keine Pandemie zu befürchten ist, muss die jeweilige Landesregierung auch nicht aktiv handeln. Im Gegensatz zur Pandemie bei SARS-CoV-2: die Regierung hat eine Schutzpflicht. Zudem sind es letztendlich die Landesregierungen/-parlamente, die über geeignete Maßnahmen entscheiden.
Liebe Grüße

Ritter Runkel vor 24 Wochen

Das ständige Moralisieren und Emotionalisieren ist ein Grundübel unserer Gesellschaft.
Verunmöglicht jede sachliche Debatte. Und trägt massiv zur Polarisierung bei, denn wenn meine Ansicht nicht nur auf falschen Daten oder einer Nichtberücksichtigung bestimmter Nebenaspekte beruht, sondern amoralisch und böse ist, dann werde ich als Person diskreditiert.
Wenn Gesundheit ein "absoluter Wert" ist, dann gibt es übrigens keinen Straßenverkehr mehr, die Wohnung bleibt kalt und dunkel. Gesundheitsversorgung kann man sich auch abschminken, da dort ja sonst das Personal gefährdet wird (Schichtdienst, Infektionsrisiko usw.).
Und jeglichen menschlichen Kontakt auch, man kann dabei ja irgendjemand mit irgendetwas anstecken.

MDR-Team vor 24 Wochen

@Ritter Runkel,
wurden Sie bereits in unseren Kommentarspalten als Corona-Leugner oder Covidiot bezeichnet? Wenn ja, bitten wir Sie eindringlich um einen Hinweis bzw. Screenshot, denn derartiges Verhalten würde definitiv gegen unsere Netiquette verstoßen.
Zu Ihrer Eingangsaussage: Jedes Leben ist wichtig und jeder Tod tragisch. Dass die Bundesregierung nicht schon seit Jahren auf die Einhaltung der Hygieneregeln drängt und eine Maskenpflicht anordnet, liegt schlicht an der Gefahr, die von SARS-CoV-2 ausgeht: Ohne Medikamente, ohne Grundimmunität, ohne Impfung etc. war es zwingend notwendig andere Schutzmaßnahmen zu etablieren. Ihre persönliche Wahrnehmung mag eine andere sein, aber Fakt ist: Covid-19 ist gefährlicher als Influenza.