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Aerosole

  • Corona, Wetter und Aerosole - Februar- Update

    Corona-Fallzahlen und Wetterindex Region Stuttgart

    Der Verdacht, dass das Wetter über die Aerosolausbreitung der Viren auf das Corona- Pandemiegeschen einen wichtigen Einfluss hat, hat sich inzwischen weiter erhärtet. Zum einen aufgrund der Beobachtungen und Fortschreibungen der Vergleiche zwischen dem aus bestimmten Wetterparametern bestehenden und hier beschriebenen Index zum anderen auch, weil zumindest die Saisonalität kaum mehr bestreitbar ist. Dazu gibt es inzwischen auch eine neue Studie.Die grundlegenden Aussagen des Diskussionspapiers vom Dezember 2020 sind nach wie vor gültig. Inzwischen liegen weitere 2 Monate Erfahrungen vor und der Wetterindex ist an diese Erfahrungen angepasst worden. Im folgenden werden daher zum einen die daraus resultierenden Argumente für den beschriebenen Zusammenhang zwischen Aerosolen, Wetter zusammengefasst und die gemachen Erfahrungen mit dem Wetterindex dargestellt.

  • Vergleich Wetterindex und Corona- Fallzahlen für Städte und Regionen

    Vergleich der täglichen Fallzahlen mit einem Wetterindex für verschiedene Städte bzw. Regionen in Deutschland
    Stand Wetterindex: 11.04.2021, mit Wettervorhersage bis zum 21.04 (noch nicht alles aktualisiert)

     

    Neu: Teilweise Diagramme der 7-Tage Differenzen der Verläufe hinzugefügt. Sie zeigen die Dynamik des Infektionsgeschehens und des Wetterindex im Vergleich. Abschalten des Temperatureinflusses unter 0° aber wieder Hinzufügen bei Taupunkt unter -10° (wg. arktischer Kaltluft Mitte Februar)

    Bitte beachten:
    Diese Auswertungen sind experimentell. Ob der Index tatsächlich zur Beurteilung des Infektionsverlaufs geeignet ist, muss sich im weiteren Verlauf erst noch zeigen. Wenn ein solcher Index sich als Indikator bestätigen sollte, hätte er aber große Bedeutung, weil man darauf basierend eine gute Vorhersage für das voraussichtliche Infektionsgeschehen machen könnte.

    Diskussion und Mitwirkung ist gerne erwünscht. Zum theoretischen Hintergrund siehe hier. Ich habe im Forum von Wetterzentrale.de ein Diskussion eröffnet. Dort werden weitere interessante Aspekte beschrieben.  Ich versuche,regelmäßig zu aktualisieren, kann es aber nicht versprechen. 

    Die Wetterdaten stammen vom Deutschen Wetterdienst. Die Infektionszahlen stammen von dieser Seite. Sie beruhen auf den Zahlen des RKI. Für die Unterstützunng bedanke ich mich ganz herzlich. In den Diagrammen werden die Fallzahlen als gleit. Mittelwerte der letzten 7 Tage um 8-11 Tage nach hinten versetzt dargestellt. Dadurch wird ungefähr das tatsächliche Infektionsdatum simuliert. Bei der Auswertung hat sich herausgestellt, dass der 'Best Fit' der Kurven nicht bei einem bestimmten Versatz liegt, sondern abhängig von der Stadt/Region zwischen 7-11 Tagen liegt. Der Versatz scheint allerdings allmählich geringer zu werden. Die Darstellung in der Vergangenheit (2020) kann daher entsprechend unschärfer sein. Leider liegen keine Daten darüber vor.

    Der Wetterindex basiert auf den Stundenwerten folgender Wetterparameter:

    • Der Temperatureinfluss ist als gewichteter Koeffizient im Bereich zwischen -0° und +25° berücksichtigt. Bei Temperaturen < 0° C oder über 25° ist der Koeffizient 0,.Der untere Temperaturbereich ist etwas stärker gewichtet (durch Potenzierung mit dem Faktor 1,5)
      Neu: Das COVID-19-Virus scheint bei Temperaturen unter 0°° weniger Wirkung zu haben. Vermutlich spielt dabei die Vereisung der Aerosole eine Rolle. Leider gibt es darüber kaum Studien, weil sich alle Forscher auf das Verhalten in Innenräumen konzentrieren. Daher ist die Temperaturkomponente unter -0°, teilweise auch schon bei 2° abgeschaltet. Der Verlauf des Index bei unter 0° ist bisher noch nicht befriedigend gelöst. Dies ist vor allem zur Zeit der Kälteperiode Mitte Februar sichtbar. Eine Verbesserung ergibt sich, wenn man den Taupunkt hinzunimmt. Unter ca- -10° scheint weider ein deutlicher Einfluss vorhanden zu sein.
    • relative Feuchte > 80%
    • Windgeschwindigkeit <=4 km/h
    • Regen: gleitendes 24-h- Mittel <= 0,2 mm (Hintergrund: stärkerer Regen wäscht Aersosole aus)
    • Nachtstunden von 23:00 bis 6:00 werden nicht berücksichtigt (Hintergrund: Die meisten Leute schlafen um diese Zeit und sind nicht unterwegs)
    • Die Kurve der Fallzahlen ist jeweils ca. 10 Tage nach hinten geschoben, da die Meldezahlen nicht den Zeitpunkt der Infektion darstellen. Damit versuche ich den tatsächlichen Infektionszeitpunkt zu simulieren. Dieser zeitliche Versatz ist Städte/Regionsspezifisch und liegt zwischen 8 und 12 Tagen ('Best Fit'). Inzwischen scheint der Meldverzug aber deutlich geringer geworden zu sein. Daher wird allgemein ein Versatz von 7-8 Tagen vorgenommen. Leider stimmt dann aber der Versatz für Zeitpunkte vor Weihnachten nicht mehr so gut mit dem Wetterindex überein.  

    Die Wetterdaten des DWD enthalten Vorhersagedaten des DWD (Modelldaten). Dadurch ist ein Ausblick auf die nach Modelllage des Wetters wahrscheinliche Entwicklung der nächsten Tage möglich!

    Die Städte/Regionen sind nach 2 Kriterien ausgewählt:
    - Sie bilden einigermassen die Wetterregionen in Deutschland ab und
    - Es werden aktuelle oder frühere Hotspots einbezogen

    Anmerkung: Aus Aufwandsgründen sind nicht alle Diagrammarten für jedes Gebiet dargestellt.

    1. Region Stuttgart (SK Stgt, LK BB, LB, Rems-Murr, GP, ES)

    Die Referenzwetterstation ist der Flughafen Echterdingen
    Zunächst wird beispielhaft der Gesamtverlauf seit dem 2.3.2020 dargestellt. Im Frühjahr und Sommer waren die Verläufe in den deutschen Städten und Regionen ähnlich. Nur die Fallzahlen waren v.a. in im März und April in Süddeutschland deutlich höher.  

     

    Index Region Stuttgart Temp Koeff gesamt 11 04 2021

    Inzwischen ist ein Vergleich mit der Frühjahrswelle möglich. Es ist erkennbar, dass im Frühjahr der Wetterindex zunächst etwas auf gleicher Höhe lag. 
    Ab dem 1.7.2020 sehen die Verläufe so aus:

    Index Region Stuttgart 11 04 2021

    Besonderheiten: Die Fallzahlen gingen bereits vor dem Lockdown am 16.12. zurück und entgegen des Trends des Wetterindex. Möglicherweise haben sich die Menschen schon vor dem offiziellen Lockdown vorsichtiger verhalten. Der Tiefpunkt wurde bereits etwa um die Zeit des Lockdowns erreicht. Danach zunächst gute Korrelation mit dem Wetterindex. Zu beachten ist allerdings, dass in der Weihnachtszeit die Fallzahlen zu niedrig waren. Danach deutlicher Abfall der Fallzahlen, der jedoch in der ersten Februarhälfte wieder gedämpft wird. Aktuell ist die Steigerung der Fallzahlen im Gegensatz zu den anderen Regionen außergewöhnlich hoch und mit Wettereinfluss alleine nicht zu erklären.

    Diagramm der 7-Tage Differenzen. Es zeigt die Entwicklungsdynamik der Verläufe:

    Epid Geschehen Region Stuttgart 11 04 2021

    Gleitende 7-Tage Differenz vom 1.9.2020 bis 31.12.2020

     Epid Geschehen 2020 Region Stuttgart 11 04 2021

     Der Meldeverzug ist bei diesem Diagramm mit 10 Tagen angesetzt. Es ist deutlich zu sehen, dass die 'Synchonisation' der Fallzahlen und des Index in diesem Zeitraum besser ist als bei dem vorigen Bild

    1.1 Östl. Schwarzwald, Baar, Westalb (LK FDS, BL, VS, Rottweil, TUT)

    Die Referenzwetterstation ist die Station Balingen Bronhaupten

      Index Balingen 11 04 2021

    Besonderheiten: Die Fallzahlen gingen bereits vor dem Lockdown am 16.12. zurück und entgegen des Trends des Wetterindex. Möglicherweise haben sich die Menschen schon vor dem offiziellen Lockdown vorsichtiger verhalten. Der Tiefpunkt wurde bereits etwa um die Zeit des Lockdowns erreicht. Danach zunächst gute Korrelation mit dem Wetterindex bis Weihnachten Danach Absinken der Fallzahlen nur teilweise im Einklang mit dem Wetterindex, aber von der Tendenz her sinkt auch der Wetterindex.Zuletzt steigt der Index wieder nach der Wärmeperiode Ende März deutlich an.

    1.2 Region badischische Oberrheinebene

    Die Referenzwetterstation ist die Station Lahr. Berücksichtigt sind alle Kreise der badischen Rheinebene von Lörrach bi Mannheim (ca. 3,3 Mio Einwohner)

    Index Lahr 11 04 2021

     2. Berlin 
    Die Referenzwetterstation istTempelhof.

    Index Berlin 11 04 2021

    3.Hamburg

    Die Referenzwetterstation ist der Flughafen Fuhlsbüttel.

    Index Hamburg 11 04 2021

    Besonderheit: 2-3 ausgeprägte Einzelwellen. Die Weihnachtswelle ist wg der Unsicherheit der Fallzahlen möglicherweise höher.

     4. Ruhrgebiet
    Die Referenzwetterstation ist Essen Bredeney. Es sind nicht alle Kreise der Verwaltungsregion Ruhrgebiet berücksichtigt, insgesamt nur 2,5 Mio Einwohner

    Index Essen 11 04 2021

    Besonderheit: 3-4 deutlich ausgeprägte Einzelwellen

     5. Region Chemitz / Erzgebirge / Zwickau

    Die Referenzwetterstation ist Chemnitz.

     Index Chemnitz 11 04 2021

    Besonderheit: Eine große, stark ausgeprägte Einzelwelle mit sehr hohen Inzidenzen. Relativ früher Beginn derWelle. Keine Wirkung des Lockdown Light erkennbar.Eine weitere wichtige Besonderheit ist, dass es bei der Kältewelle Anfang/Mitte Februar dort besonders kalt war.

     6. Region Traunstein, Rosenheim, Berchtesgaden (wird noch aktualisiert)
    Die Referenzwetterstation ist Chieming. Diese eher ländlich geprägte Region hatte im Oktober teils hohe Inzidenzen. Seither sind sie aufvergleichsweise hohem Niveau verharrt

    Index Chieming Temp Koeff 31 03 2021

    7. Region Passau, Straubing, Deggendorf (wird noch aktualisiert)
    Die Referenzwetterstation istStraubing. Diese Kreise entlang der Donau haben auch hohe Infektionszahlen.

     Index Straubing Temp Koeff 31 03 2021

    Besonderheit: Keine Reaktion auf den Lockdown erkennbar. Relativ gute Korrelation mit dem Wetterindex, Allerdings ohne direkte Reaktion auf Spitzen (sowohl nach unten oder oben).Ab dem Jahreswechsel Sinken der Fallzahlen zunächst kurz entgegen des Wetterindex, danach parallel mit größeren Schwankungen beim Wetterindex.

    7. Prag (Tschechien) wird noch aktualisiert

    (noch nicht aktualisiert)

    Index Prag Temp Koeff 31 03 2021

    8. Kanton Zürich (wird noch aktualisiert)

    Index Zürich Temp Koeff 31 03 2021

    Besonderheiten: In der Schweiz waren die Gegenmaßnahmen verhältnismäßig schwach. Erst um Weihnachten herum gab es einen Lockdown, allerdings nicht direkt vergleichbar mit Deutschland. Leider war mir aus Zeitgründen bisher keine nähere Analyse möglich.

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