Vorhersage von Malariaausbrüchen

Malaria ist eine tückische Infektionskrankheit, die Jahr für Jahr mehr als eine Million Menschenleben fordert. Besonders betroffen sind Afrika, aber auch Asien und Lateinamerika. Malaria wird von Moskitos übertragen und steht in untrennbarer Verbindung zum Klima, da Faktoren wie Temperatur und Niederschlagsmenge entscheidend für die Ausbildung der Moskitopopulation sind.

Um Leben retten zu helfen, werden in Risikogebieten Malariafrühwarnsysteme eingerichtet. Numerische Wettervorhersagen, insbesondere jahreszeitliche Vorhersagen, spielen dabei eine entscheidende Rolle. Fortschritte bei der jahreszeitlichen Wettervorhersage, wie sie z.B. im Rahmen des DEMETER-Projektes erreicht werden konnten, können dabei einen wichtigen Unterschied machen.

Die Liverpool School of Tropical Medicine (LSTM) hat sich der Aufgabe angenommen herauszufinden, wie groß dieser Unterschied ist, der durch das DEMETER-Multimodell-System zur jahreszeitlichen Wettervorhersage in Echtzeit entsteht. Um die Möglichkeiten zur genauen Vorhersage von Malariaausbrüchen zu untersuchen, wurde DEMETER mit einem mathematischen Modell zur Übertragung von Krankheiten gekoppelt. Dazu wurde das System mit Informationen aus einem afrikanischen Testfall sowie mit Daten aus der 40-jährigen ECMWF Re-Analyse (ERA 40) gefüttert.

Aufgrund der nichtlinearen physikalischen Voraussetzungen, die die Atmosphäre bestimmen, sind jahreszeitliche Voraussagen von Natur aus immer probalistisch und niemals verbindlich. DEMETER nimmt sich dieses chaotischen Aspektes an, indem die Methode der Ensemble-Vorhersage zum Einsatz kommt, wobei die Ausgangsbedingungen, die in die in DEMETER enthaltenen Modelle eingegeben wurden, in verschiedene Richtungen interpretiert werden. Die Ensemble-Methode hat den Vorteil, dass die Vorhersage dadurch eine größere Zuverlässigkeit gewinnt.

Welche Ergebnisse konnten also erzielt werden? Nun, die Erkenntnisse von LSTM sind ziemlich viel versprechend. Viele der Gebiete, die im afrikanischen Testfall am schwersten betroffen waren, konnten gut vorausgesagt werden. Modellversuche mit den ERA 40 Daten erwiesen sich jedoch als weniger leistungsfähig. Die LSTM-Experten nehmen an, dass dies auf Diskrepanzen zwischen den ERA 40 Daten und denen der afrikanischen Station zurückzuführen ist. Dieser Widerspruch kann jedoch durch die Nachbearbeitung der ERA 40 Daten gelöst werden.

DEMETER ist bereits im European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (Europazentrum für mittelfristige Wettervorhersagen) im Einsatz. Gesundheitsbehörden können die jahreszeitlichen Vorhersagen zur Entwicklung von Strategien zur Bekämpfung von Malariaausbrüchen aufgrund klimatischer Bedingungen nutzen. Auch das wirtschaftliche Einsparungspotenzial des Systems wurde quantifiziert.