MÖGLICHE ABHÄNGIGKEIT DER INFEKTIONSRATE MIT SARS-COV-2 VON KLIMATISCHEN BEDINGUNGEN, WIE LUFTTEMPERATUR UND WASSERDAMPFSÄTTIGUNG DER LUFT VON ...
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Mögliche Abhängigkeit der Infektionsrate mit SARS-CoV-2 von
klimatischen Bedingungen, wie Lufttemperatur und
Wasserdampfsättigung der Luft
von
Roland Quast, Bernd Haaff, Antje Rieder-Haaff, Sabine Roelcke et.al.
05. Januar 2021
update 05.02.2021
Vergleich eines visuellen Eindrucks links Graphik Anzahl der Coronainfektionen pro 100 000 nach Städten und Kreisen rechts Reliefkarte Deutschland
Vergleich eines visuellen Eindrucks Österreich links Graphik Anzahl der Coronainfektionen pro 100 000 nach Städten und Kreisen rechts Reliefkarte Österreich
Vergleich eines visuellen Eindrucks Schweiz links Graphik Anzahl der Coronainfektionen pro 100 000 nach Städten und Kreisen rechts Reliefkarte Schweiz
Hintergrund: Bei der täglichen Lektüre der Entwicklung der Corona-Zahlen erinnerte die Verteilung der Neuinfektionen in Deutschland an eine Höhenrelief-Karte von Deutschland. Auch Österreich und die Schweiz zeigten ähnliche Bilder. Diese Übereinstimmung könnte zufällig sein, dennoch erschien es überlegenswert eine Analyse bisheriger Veröffentlichungen durchzuführen ob die Infektion und die Erkrankung mit Corona-Viren mit meteorologischen Daten, speziell der Lufttemperatur und der Wasserdampfsättigung zusammenhängen könnte. Arbeitshypothese: Es gibt einen Zusammenhang zwischen Erkrankungshäufigkeit, Lufttemperatur und Wasserdampfsättigung
Physikalischer Hintergrund Atmosphäre der Erde (1/2): Abnahme der Temperatur mit der Höhe Die Lufttemperatur nimmt mit der Höhe je nach Feuchtigkeitsgehalt der Luft ab. Man unterscheidet den trocken- und den feuchtadiabatischen Temperaturgradienten, wobei adiabatisch ohne Wärmeaustausch bedeutet. In trockener Luft nimmt die Temperatur um 0,98 Kelvin pro 100 Meter, in feuchter Luft je nach Feuchtigkeitsgehalt zwischen 0,4 und 0,9 Kelvin ab. Die Abnahme der Lufttemperatur erfolgt bis zur Tropopause (Abgrenzung zwischen Troposphäre und Stratosphäre). Im Schnitt kühlt sich die Luft um 6,5 Kelvin je Kilometer bis in eine Höhe von 11 Kilometern ab. In einer Höhe von 11 bis 20 Kilometern bleibt die Temperatur annähernd gleich bei etwa minus 55 Grad. In einer Höhe von 20 bis 47 Kilometern erwärmt sich die Temperatur wieder aufgrund der Absorption der UV-Strahlung durch das Ozon auf nahe null Grad, danach folgt wieder ein Temperaturrückgang. Abnahme der Temperatur mit der Höhe - wetter.net, geladen 02.01.2021
Physikalischer Hintergrund Atmosphäre der Erde (2/2): Die Aufnahmefähigkeit der Luft für Waser ist abhängig von der Temperatur der Luft, anders ausgedrückt: Die Wasserdampfsättigungskonzentration ist abhängig von der herrschenden Lufttemperatur Bei 0° C kann die Luft maximal 4,85 g Wasser / Kubikmeter aufnehmen Bei 21°C kann die Luft maximal 18,3 g Wasser/ Kubikmeter aufnehmen Mit ansteigender Höhe über dem Meeresspiegel (gebirgige Region) fällt die Lufttemperatur ab, zudem wird die Luft trockener.
Die Wasserdampfsättigungskonzentration ist abhängig von der herrschenden Lufttemperatur
von -20 °C bis 30 °C (s. Tab.)
Tabelle :Wasserdampfsättigungskonzentration cSat bei Temperaturen von -20 °C bis 30 °C
Wasserdampfsättigungskonzentration in g/Kubikmeter Luft
cSat DiecWasserdampfsättigungsmenge
Sat
cS cSat cSat
Jg in Jg in Jg cSat Jg in Jg in
in °C g/m³ in °C g/m³ in °C in g/m³ in °C g/m³ in °C g/m³
- 20 0,88 - 10 2,14 0 4,85 10 9,39 20 17,3
- 19 0,96 -9 2,33 1 5,20 11 10,0 21 18,3
- 18 1,05 -8 2,53 2 5,57 12 10,7 22 19,4
- 17 1,15 -7 2,75 3 5,95 13 11,3 23 20,6
- 16 1,27 -6 2,98 4 6,36 14 12,1 24 21,8
-15 1,39 -5 3,23 5 6,79 15 12,8 25 23,0
- 14 1,52 -4 3,50 6 7,25 16 13,7 26 24,4
- 13 1,65 -3 3,81 7 7,74 17 14,5 27 25,8
- 12 1,80 -2 4,14 8 8,26 18 15,4 28 27,2
- 11 1,96 -1 4,49 9 8,81 19 16,3 29 28,8
- 10 2,14 0 4,85 10 9,39 20 17,3 30 30,3
Quelle: Feuchtetechnische Grundbegriffe (uni-due.de), geladen 02.01.2021
Methodik 1/3
Analyse der medizinischen Datenbank Medline, mit den Suchbegriffen:
airborne spread of infectious sars cov 2 + temperature + humidity
Drei Treffer, davon 1 Review, 1 Arbeit mit
therapeutischen Optionen (Arbeit 2)
Ergebnise der Recherche: 1 von 2 1 •Airborne spread of infectious SARS-CoV-2: Moving forward using lessons from SARS- CoV and MERS-CoV. da Silva PG, Nascimento MSJ, Soares RRG, Sousa SIV, Mesquita JR. Sci Total Environ. 2020 Oct 8:142802. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.142802. Online ahead of print. PMID: 33071145 Review. Therefore, in this systematic review, viability/stability of airborne SARS-CoV-2, SARS-CoV and MERS-CoV viruses is discussed. METHODS: A systematic literature review was performed on PubMed/MEDLINE, Web of Science and Scopus to ass … 2 •A new pharmacological approach based on remdesivir aerosolized administration on SARS- CoV-2 pulmonary inflammation: A possible and rational therapeutic application. Contini C, Enrica Gallenga C, Neri G, Maritati M, Conti P. Med Hypotheses. 2020 Nov;144:109876. doi: 10.1016/j.mehy.2020.109876. Epub 2020 May 24. PMID: 32562915 Free PMC article. Asymptomatic infections have also been described, but their frequency is not known. SARS- CoV-2 transmission is mainly airborne from one person to another via droplets. The data available so far seem to indicate that SARS-CoV-2 is c … 3 •Assessing the relationship between surface levels of PM2.5 and PM10 particulate matter impact on COVID-19 in Milan, Italy. Zoran MA, Savastru RS, Savastru DM, Tautan MN. Sci Total Environ. 2020 Oct 10;738:139825. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.139825. Epub 2020 Jun 2. PMID: 32512362
Ergebnisse der Recherche: 1 von 2, a Effects of temperature and humidity on the daily new cases and new deaths of COVID-19 in 166 countries Yu Wu 1 , Wenzhan Jing 1 , Jue Liu 1 , Qiuyue Ma 1 , Jie Yuan 1 , Yaping Wang 1 Min Du 1 , Min Liu 2 Affiliations PMID: 32361460 PMCID: PMC7187824 DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.139051 Free PMC article
Methodik (2/3) Medline-Analyse: Corona Virus Temperature AND Transmission : 5 Treffer Discovering Correlations between the COVID-19 Epidemic Spread and Climate. Lin S, et al. Int J Environ Res Public Health. 2020. PMID: 33138223 •Model for prediction of death rate due to COVID-19 transmission and required precautions. Singh AP. Mater Today Proc. 2020. PMID: 32837925 •Potential Impact of Climate on Novel Corona Virus (COVID-19) Epidemic. Monami M, et al. J Occup Environ Med. 2020. PMID: 32730042 Free PMC article. No abstract available. •Will the COVID-19 pandemic slow down in the Northern hemisphere by the onset of summer? An epidemiological hypothesis. Dzien A, et al. Infection. 2020. PMID: 32578052 Free PMC article. Meteorological factors and COVID-19 incidence in 190 countries: An observational study. Guo C, et al. Sci Total Environ. 2020. PMID: 33257056 Free PMC article.
Methodik (3/3), ältere Arbeiten(n) 1. J. gen. Virol. (1985), 66, 2743-2748. Printed in Great Britain Key words: coronavirus/airborne survival/aerobiology/disease transmission 2743 Survival Characteristics of Airborne Human Coronavirus 229E By M. K. IJAZ, A. H. BRUNNER, S. A. SATTAR, RAMA C. NAIR 1 AND C. M. JOHNSON-LUSSENBURG* Department of Microbiology and Immunology and 1Department of Epidemiology and Community Medicine, School of Medicine, University of Ottawa, Ottawa, Ontario, Canada, K1H 8M5 Corona- Virus 229E ist ebenfalls ein RNA-Virus mit einem ähnlichen Aufbau wie SARS CoV2 Übersicht:Human Coronavirus 229E - an overview | ScienceDirect Topics, geladen 03.01.2021
Zunächst Analyse der Arbeit J. gen. Virol. (1985), 66, 2743-2748. Printed in Great Britain Key words: coronavirus/airborne survival/aerobiology/disease transmission 2743 Survival Characteristics of Airborne Human Coronavirus 229E Verhalten von Coronavirus 229E wird als Modell betrachtet für das Überleben in Aerosolen von SARS Co2
J. gen. Virol. (1985), 66, 2743-2748
Das Überleben von HCOV 299E ist abhängig von der Umgebungs-Temperatur und der
Feuchtigkeit (RH)
Stark vereinfachend: Corona 229E: bei einer Temperatur von 21° ist eine
hohe Luftfeuchtigkeit ungünstig für das Virusüberleben.
Bei 6° Celsius überlebt das Virus tendenziell besser bei hoher
Luftfeuchtigkeit, die Luftfeuchtigkeit beeinflusst aber in der Kälte offenbar
das Virusüberleben weniger.J. gen. Virol. (1985), 66, 2743-2748
Die Halbwertszeit von HCOV 299E ist abhängig von der Umgebungs-Temperatur und
der Feuchtigkeit (RH)
Stark vereinfachend: Corona 229E: Die kürzeste Halbwertszeit hat das Virus
bei einer Temperatur von 20° und einer relativen Luftfeuchtigkeit von 80 %,
Nämlich 3 1/2 Stunden
Bei einer Temperatur von 6° und einer mittleren relativen Luftfeuchte von
50 % hat das Virus eine Halbwertszeit von 102 Stunden also mehr als vier
Tagen.Kernaussagen: J. gen. Virol. (1985), 66, 2743-2748 Überleben von HCOV 299E ist bei Temperatur von 21° C abhängig von der Feuchtigkeit (RH)
Abhängigkeit des Überlebens von COV 229E bei 6°C und verschiedenen
FeuchtigkeitsstufenZur besseren Lesbarkeit Erkenntnisse noch einmal tabellarisch
dargestellt auf den folgenden 2 Folien :Temperatur, UV-Index und Relative Luft-
feuchte beeinflussen das Absterben des
Coronavirus,
Zur besseren Lesbarkeit wenn es außerhalb
Erkenntnisse noch unseres
einmal tabellarisch
Körpers ist. auf
dargestellt Hierzu
denwurde unter 2Labor-
folgenden Folien :
bedingungen zum einen die Temperatur
näher untersucht. Ein weiterer wichtiger
Parameter ist der UV-Index, also die
Strahlung der Sonne. Und auch die Luft-
feuchtigkeit wurde maßgeblich mit
einbezogen. Aus diesem Mix lässt sich
berechnen, in welchem Zeitraum die
Viren an der freien Luft oder auf Ober-
flächen zerfallen. Berechnet wird dabei,
wie viele Stunden es dauert bis 99
Prozent der Viren abgestorben sind. Im
günstigsten Fall mit viel Sonne und Hitze
geht es binnen einer Stunde oder
weniger. Im ungünstigsten Fall dauert es
mehrere Stunden. Das kann beispiels-
weise bei vielen Wolken und eher
kühleren Temperaturen so sein.
Übrigens: Inwieweit das Wetter die Ver-
breitung des Virus ins der Luft beein-
flussen kann, untersuchte eine von der
Homeland Security in Auftrag gegebeneZur besseren Lesbarkeit Erkenntnisse noch einmal tabellarisch
dargestellt auf den folgenden 2 Folien :Analyse der Übersichtsarbeit
Airborne spread of infectious SARS-CoV-2:
Moving forward using lessons from
SARS-CoV and MERS-CoV.
da Silva PG, Nascimento MSJ, Soares RRG, Sousa SIV, Mesquita JR. Sci Total
Environ. 2020 Oct 8:142802. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.142802. Online ahead of
print. PMID: 33071145 Review.Übersicht über veröffentlichte Ergebnisse
Author Main outcomes
Méndez-Arriaga, (2020) Regional onset in dry climate came early as the effect of the lower temperatures and higher
precipitations (20.57 °C and 20.87 mm respectively). The fastest regional onsets were in
tempered climates with the lowest temperatures and precipitations registered (19.65 °C and
8.48 mm respectively)
Meo et al., (2020) With an increase of 1% in humidity, the number of cases and deaths reduced significantly,
whereas with an increase of 1°C in temperature the number of cases and deaths increased
significantly.
Ward et al., (2020) Overall, a decrease in relative humidity of 1% was associated with an increase in cases of 7–
8%. They found no relationship with between cases and temperature, rainfall or wind speed.
Ma et al., (2020) An increase of 1% in temperature correlated with increase in COVID-19 daily cases,
whereas increase in humidity correlated with a decrease in the number of daily cases.
Xie and Zhu, (2020) A rise of 1 °C in the mean temperature (when temperature < 3 °C) was associated with a
4.861% increase in the daily confirmed cases.
Yao et al., (2020) The cumulative incidence rate and R0 of COVID-19 held no significant association with
ambient temperature, suggesting that ambient temperature has no significant impact on the
transmission of SARS-CoV-2.
Sajadi et al., (2020) Significant community spread along east-west distribution 30–50 N′′ at consistently similar
weather patterns (5–11 °C and low specific and absolute humidity).
Auler et al., (2020) For the study period selected, the virus transmission rate in Brazil was initially observed to
be favored by higher mean temperatures (27.5 °C) as well as intermediate relative humidity
(near 80%).
Meyer et al., (2020) Average temperature had a statistically significant, negative association with COVID-19
incidence for temperatures of −15°C and above. The effect of relative humidity was not
statistically significant.
Wu et al., (2020) Temperature and relative humidity were both negatively related to daily new cases and
deaths. A 1 °C increase in temperature was associated with a 3.08% reduction in daily new
cases and a 1.19% reduction in daily new deaths, whereas a 1% increase in relative humidity
was associated with a 0.85% reduction in daily new cases and a 0.51% reduction in daily
new deaths.
Table S1 – The effects of relative humidity and temperature on SARS-CoV-2 transmission based on meteorological data and statistical analysis.Übersicht über veröffentlichte Ergebnisse
Author Main outcomes
Méndez-Arriaga, (2020) Regional onset in dry climate came early as the effect of the lower temperatures and higher
precipitations (20.57 °C and 20.87 mm respectively). The fastest regional onsets were in
tempered climates with the lowest temperatures and precipitations registered (19.65 °C and
8.48 mm respectively)
Meo et al., (2020) With an increase of 1% in humidity, the number of cases and deaths reduced significantly,
whereas with an increase of 1°C in temperature the number of cases and deaths increased
significantly.
Ward et al., (2020) Overall, a decrease in relative humidity of 1% was associated with an increase in cases of 7–
8%. They found no relationship with between cases and temperature, rainfall or wind speed.
Ma et al., (2020) An increase of 1% in temperature correlated with increase in COVID-19 daily cases,
whereas increase in humidity correlated with a decrease in the number of daily cases.
Xie and Zhu, (2020) A rise of 1 °C in the mean temperature (when temperature < 3 °C) was associated with a
4.861% increase in the daily confirmed cases.
Yao et al., (2020) The cumulative incidence rate and R0 of COVID-19 held no significant association with
ambient temperature, suggesting that ambient temperature has no significant impact on the
transmission of SARS-CoV-2.
Sajadi et al., (2020) Significant community spread along east-west distribution 30–50 N′′ at consistently similar
weather patterns (5–11 °C and low specific and absolute humidity).
Auler et al., (2020) For the study period selected, the virus transmission rate in Brazil was initially observed to
be favored by higher mean temperatures (27.5 °C) as well as intermediate relative humidity
(near 80%).
Meyer et al., (2020) Average temperature had a statistically significant, negative association with COVID-19
incidence for temperatures of −15°C and above. The effect of relative humidity was not
statistically significant.
Wu et al., (2020) Temperature and relative humidity were both negatively related to daily new cases and
deaths. A 1 °C increase in temperature was associated with a 3.08% reduction in daily new
cases and a 1.19% reduction in daily new deaths, whereas a 1% increase in relative humidity
was associated with a 0.85% reduction in daily new cases and a 0.51% reduction in daily
new deaths.
Table S1 – The effects of relative humidity and temperature on SARS-CoV-2 transmission based on meteorological data and statistical analysis.Die Beziehung Temperatur + Feuchtigkeit zu der Häufigkeit COViD 19 Infektion /Erkrankung ist nicht konsistent, in der Literatur allerdings konnte in mehreren Arbeiten eine Abnahme der Erkrankungshäufigkeit gezeigt werden. Die Arbeit von Wu (Effects of temperature and humidity on the daily new cases and new deaths of COVID-19 in 166 countries ) beschreibt Effekte, die mit den geschilderten Beobachtungen übereinstimmen könnten. “A 1 °C increase in temperature was associated with a 3.08% (95% CI: 1.53%, 4.63%) reduction in daily new cases and a 1.19% (95% CI: 0.44%, 1.95%) reduction in daily new deaths, whereas a 1% increase in relative humidity was associated with a 0.85% (95% CI: 0.51%, 1.19%) reduction in daily new cases and a 0.51% (95% CI: 0.34%, 0.67%) reduction in daily new deaths. The results remained robust when different lag structures and the sensitivity analysis were used. These findings provide preliminary evidence that the COVID-19 pandemic may be partially suppressed with temperature and humidity increases. However, active measures must be taken to control the source of infection, block transmission and prevent further spread of COVID-19. “
Höhenrelief USA
Coronaverteilung USA
Aktuelle Studien aus den USA
November und Dezember 2020 1/2
•2020 Nov 16;2020.11.13.20231472.
doi: 10.1101/2020.11.13.20231472. Preprint
Role of air temperature and humidity in the transmission of SARS-CoV-2 in the
United States
, Sen Pei, Jeffrey Shaman, Robert Dubrow, Kai Chen
Yiqun Ma
•PMID: 33236018
•PMCID: PMC7685329
•DOI: 10.1101/2020.11.13.20231472Aktuelle Studien aus den USA
November und Dezember 2020 2/2
Dylan et al. machen eine Abhängigkeit der Infektiosität von SARS-CoV-2 von
der Lufttemperatur und der Luftfeuchte hoch wahrscheinlich.
Bei kalter Luft besteht eine viel längere Viruspersistenz als bei höheren
Temperaturen. Die Wirkung der Feuchtigkeit überlagert die Kurve. Bei einer
relativen Feuchtigkeit von 60% ist die Persistenz am niedrigsten, das gilt
sowohl für die hohen Temperaturen, als auch für niedrige, wobei der Effekt
der Feuchtigkeit bei niedrigen Temperaturen geringer ausgeprägt ist als bei
höheren Temperaturen.
Es entsteht somit durch die Überlagerung eine U-förmige Kurve der
Viruspersistenz.Graphiken die den Zusammenhang verdeutlichen U-förmige Kurve Grafik entnommen aus bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2020.10.16.341883; this version posted December 18, 2020.
Zusammenhang Virustiter - Temperatur und relative Feuchtigkeit
Optimum
Grafik entnommen aus bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2020.10.16.341883; this version posted
December 18, 2020.Titel der Arbeit: Mechanistic theory predicts the effects of temperature and humidity on inactivation of SARS-CoV-2 and other enveloped viruses Dylan H. Morris, Kwe Claude Yinda, Amandine Gamble, Fernando W. Rossine, Qishen Huang, Trenton Bushmaker, Robert J. Fischer, M. Jeremiah Matson, Neeltje van Doremalen, Peter J. Vikesland, Linsey C. Marr, Vincent J. Munster, and James O. Lloyd-Smith Department of Ecology & Evolutionary Biology, Princeton University, NJ, USA Department of Ecology & Evolutionary Biology, University of California, Los Angeles, CA, USA National Institute of Allergy and Infectious Diseases, Hamilton, MT, USA Department of Civil and Environmental Engineering, Virginia Tech, Blacksburg, VA, USA Department of Microbiology and Immunology, Montana State University, Bozeman, MT, USA Joan C. Edwards School of Medicine, Marshall University, Huntington, WV, USA these authors contributed equally to this work * Corresponding authors. Emails: dylan@dylanhmorris.com, jlloydsmith@ucla.edu December 17, 2020
16 Abstract (1) December 17, 2020 „Environmental conditions affect virus inactivation rate and transmission potential. Understanding those effects is critical for anticipating and mitigating epidemic spread. Ambient temperature and humidity strongly affect the inactivation rate of enveloped viruses, but a mechanistic, quantitative theory of those effects has been elusive. We measure the stability of the enveloped respiratory virus SARS-CoV-2 on an inert surface at nine temperature and humidity conditions and develop a mechanistic model to explain and predict how temperature and humidity alter virus inactivation. We find SARS-CoV-2 survives longest at low temperatures and extreme relative humidities; median estimated virus half-life is over 24 hours at 10 C and 40 % RH, but approximately 1.5 hours at 27 C and 65 % RH. Our mechanistic model uses simple chemistry.“
Abstract (2) December 17, 2020 „Our mechanistic model uses simple chemistry to explain the increase in virus inactivation rate with increased temperature and the U-shaped dependence of inactivation rate on relative humidity. The model accurately predicts quantitative measurements from existing studies of five different human coronaviruses (including SARS-CoV-2), suggesting that shared mechanisms may determine environmental stability for many enveloped viruses. Our results indicate scenarios of particular transmission risk, point to pandemic mitigation strategies, and open new frontiers in the mechanistic study of virus transmission.“ entnommen aus bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2020.10.16.341883; this version posted December 18, 2020.
Introduction December 17, 2020 „For viruses to transmit from one host to the next, virus particles must remain infectious in the period between release from the transmitting host and uptake by the recipient host. Virus environmental stability thus determines the potential for surface (fomite) transmission and for mid-to-long range transmission through the air. Empirical evidence suggests that virus environmental stability depends strongly on ambient temperature and humidity, particularly for enveloped viruses; examples among enveloped viruses that infect humans include influenza viruses [40], endemic human coronaviruses [25], and the zoonotic coronaviruses SARS-CoV-1 [11] and MERS- CoV [59].“ bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2020.10.16.341883; this version posted December 18, 2020. The copyright holder for this preprint (which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission.
Introduction December 17, 2020 „In late 2019, a new zoonotic coronavirus now called SARS-CoV-2 emerged; it has since caused a global pandemic (COVID-19), and is poised to become an endemic human pathogen. As the northern hemisphere enters winter, many countries in the temperate north have seen an increase in transmission. Epidemiologists anticipated that increase [46, 33] based on observations from other enveloped respiratory viruses, such as endemic human coronaviruses [45] and influenza viruses [39], which spread more readily in temperate winters than in temperate summers. Like the related SARS-CoV-1 virus [38], SARS-CoV-2 displays epidemic dynamics that are strongly shaped by superspreading events, in which one person transmits to many others [20, 29].“ bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2020.10.16.341883; this version posted December 18, 2020. The copyright holder for this preprint (which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission.
Es besteht kein Zweifel, dass die Bekämpfung der aktuellen Pandemie
hervorgerufen durch SARS-CoV-2 auf mehreren Säulen beruhen sollte.
• Der Reduktion der Kontakte zwischen den Menschen
• Dem Schutz hoch gefährdeter Gruppen
• Der schnellen und verlässlichen Diagnostik
• Dem effektiven Schutz gefährdeter Personen durch FFP 2 Masken (1)
• Einer möglichste schnellen Impfung, der Personen die sich impfen lassen
möchten.
• Es scheint eine weitere wichtige Säule der Virusbekämpfung zu geben, die
vermehrte Beachtung verdienen sollte. Gesetzmäßigkeiten der Virustransmission
in Aerosolen, Viruspersistenz und Infektionsfähigkeit in Abhängigkeit von
Lufttemperatur und relativer Luftfeuchtigkeit sowie der Einfluss von Klimaanlagen.
Es ist hoch wahrscheinlich, dass die Erkenntnisse erheblich zu der Eindämmung
der Pandemie beitragen können.
(1) Schulung bei Verwendung dieser Maske erforderlich, für Bartträger nicht geeignet.Introduction December 17, 2020 Virus transmission is governed by many factors, among them properties of the virus and properties of the host population. But anticipating seasonal changes in transmission and preventing superspreading events both require an understanding of virus persistence in the environment, as ambient conditions can facilitate or impede virus spread. Empirical evidence suggests that SARS-CoV-2, like other enveloped viruses, varies in its environmental stability as a function of temperature and humidity [6, 42], but the joint effect of 2 bioRxiv preprint doi: https://doi.org/10.1101/2020.10.16.341883; this version posted December 18, 2020. The copyright holder for this preprint (which was not certified by peer review) is the author/funder. All rights reserved. No reuse allowed without permission.
Schlussfolgerungen
Verfügbare Daten zum Verhalten des SARS-CoV-2 sollten weiter analysiert werden.
1. Vorschlag: Zusammenarbeit von Aerosolspezialisten, Virologen und
Klimaexperten.
2. Nutzung der Möglichkeiten von künstlicher Intelligenz (KI), um eventuell
bisher nicht erkannte Zusammenhänge erkennen zu können.
Sollten sich die Ergebnisse von Wu und aus Amerika bestätigen lassen,
könnten ggf. daraus relevante Handlungsanleitungen abgeleitet werden.Theoretisch denkbare Handlungskonsequenzen, falls sich bei
weiteren Analysen die Arbeitshypothese und die Ergebnisse
wissenschaftlich bestätigen würden:
Bei einem Aufenthalt bei einer Umgebungstemperatur von 21° C ist - neben
Schutzmaske FFP2 und Abstand als Eigenschutz - eine höhere Luftfeuchtigkeit sinnvoll
um das Überleben des Virus zu reduzieren.
Aufenthalt in kalter Luft mit der Möglichkeit der Virusexposition z.B. am Skilift ist
ungünstig und sollte vermieden werden. (Möglicherweise hat Viruspersistenz in der
kalten Luft zu den hot spots in den Alpen beigetragen.)
Höher gelegene Regionen sollten epidemiologisch different gesehen werden zu
Regionen auf Meereshöhe. In Meeresnähe könnten die günstigeren Temparatur- und
Luftfeuchtigkeitsbedingungen zusätzlich noch durch eine stärkere Luftströmung (Wind)
zu einer besseren Verteilung (Ausdünnung) der Virenkonzentration führen.Theoretisch denkbare Handlungskonsequenzen, falls sich bei
weiteren Analysen die Arbeitshypothese und die Ergebnisse
wissenschaftlich bestätigen würden:
Arbeitsbedingungen (Arbeitsplätze, Kliniken, Heime, Hochschulen, Schulen)
Es sollten hohe Temperaturen und hohe Luftfeuchtigkeit vorgehalten werden.
Ständiges Lüften mit kalter Luft ist eher virusfreundlich.
Die bisherigen Modelle und Aktivitäten, z.B. ständiges Lüften und Luft-Filtergeräte sind
eher nicht effizient.
Besser, Temperatur und Luftfeuchtigkeit zu steuern und etwas über die üblichen
Werte zu erhöhen dies reduziert nach den bisher vorliegenden Studien signifikant die
Infektiosität des Corona-Virus.Theoretisch denkbare Handlungskonsequenzen, falls sich bei weiteren Analysen Arbeitshypothese wissenschaftlich bestätigen würde. Beherbergungsbetriebe und Gastronomie Auch hier ergeben die Erkenntnisse aus den Studien eventuell neue Grundlagen. Die Sicherheitskonzepte die bisher angewendet wurden sind wirksam. Verbesserung wäre, nicht ständig zu lüften sondern die Räume gut warm zu halten. Besonders wichtig, hohe Luftfeuchtigkeit herstellen. Kurzes Stoßlüften reicht.
Theoretisch denkbare Handlungskonsequenzen, falls sich bei weiteren Analysen Arbeitshypothese wissenschaftlich bestätigen würde. Einkaufsverkehr / Geschäftsverkehr / Kulturbetrieb Hier wäre sogar zu überlegen, ob man nicht den Alltag wetterabhängig steuert. Die Wetterprognosen sind heute so gut, dass sich sichere Prognosen machen lassen. Man könnte berücksichtigen: Bei Hochdruckgebiet (bedeutet im Winter niedrige Temperatur) und niedrige Luftfeuchte, gibt es mehr Beschränkungen. Bei hoher Luftfeuchtigkeit und höherer Temperatur (Tiefdruckgebiet) werden die Beschränkungen etwas gelockert und die Menschen können sich mit geringerer Infektionsgefahr bewegen. Es wäre zu überlegen, ob man nicht mit den Wettermeldungen einen täglichen Corona-Warnbericht basierend auf zu erwartender Temperatur und Luftfeuchtigkeit herausgibt
Theoretisch denkbare Handlungskonsequenzen, falls sich bei weiteren Analysen Arbeitshypothese wissenschaftlich bestätigen würde. Luftverkehr Bedingungen im Flugzeug In Cockpit und Kabine können gute Voraussetzungen geschaffen werden. Es ist technisch sehr schwierig, die relative Luftfeuchte zu erhöhen, die Luftfeuchtigkeit ist im Flugzeug niedrig. Durch eine Temperaturerhöhung könnte aber die Infektionsneigung reduziert werden. Energie dafür ist ausreichend vorhanden. Kontinentale Unterschiede Im interkontinentalen Luftverkehr muss unter Corona neu gedacht werden. Die Temperaturunterschiede und die damit verbundenen relativen Luftfeuchten ergeben unterschiedliche Infektionsraten für die Nord-und die Südhalbkugel. Das sollte für den Flugverkehr und für den Reiseverkehr analysiert werden.
Theoretisch denkbare Handlungskonsequenzen, falls sich bei weiteren Analysen Arbeitshypothese wissenschaftlich bestätigen würde. Dies sind Denkmodelle, die sich auf die bisherigen Erkenntnisse stützen und keinen Anspruch auf Verwirklichung erheben. Aufgrund der bisherigen Studienergebnisse ist ihre Formulierung aber berechtigt. Diese Arbeit soll ein Denkanstoß für andere Disziplinen sein, in diese Richtung zu forschen. Mediziner, Virologen, Aerosol-Spezialisten, Hygieniker und Meteorologen könnten, vielleicht auch mit Hilfe von künstlicher Intelligenz, aussagekräftige Modelle entwickeln um diese Pandemie zu bekämpfen. Roland Quast & Bernd Haaff Aeromedical Center Germany Stuttgart Januar 2021 © 2021 Dr. Roland Quast Stuttgart
update 05. Februar 2021 empirische Beispiele
Rostock - günstige Entwicklung
Beispiel Höhenabhängigkeit, hier Rostock In der Stadt und im Landkreis Rostock liegt eine sehr günstige Entwicklung vor. Der Grund dürfte alleine die niedrige Höhe und die damit verbunde Temperatur und relative Luftfeuchte sein, Rostock liegt auf Meereshöhe. rings um sind deutlich höhere Infektionsraten zu verzeichnen.
Kälteeinbruch in Spanien Am 12. Januar 2021 gab es einen massiven Kälteeinbruch in Spanien. Die nebenstehende Karte zeigt tiefe Temperaturen in tiefblau. Diese Luftmasse ist aus Nordeuropa gekommen und hat wohl auch Großbritannien, Irland, die Niederlande und Frankreich gestreift. In all diesen Ländern gab es erhöhte Infektionszahlen. Die Entwicklung der durch diesen Kalklufteinstrom ausgelösten Corona- Infektionen zeigt die nächste Folie.
Corona Neuinfektonen Spanien Der Anstieg der Neuinfektionen lässt einen Zusammenhang mit dem massiven Kälteeinbruch vom Januar 2021 vermuten. Der Kälteeinbruch begann am 07. Januar (siehe nächste Folie)
Kälteinbruch Spanien beginnt am 7. Januar
Corona Neuinfektonen Portugal Der Anstieg der Neuinfektionen verläuft ähnlich dem Verlauf in Spanien, dies erklärt sich allein schon durch die geografische Lage Der Kälteeinbruch begann am 07. Januar (siehe nächste Folie)
Kälteinbruch Portugal beginnt am 9. Januar
Kälteinbruch Portugal Januar 2021 Aus Accu-Weather
Zusammenhang von Kälteeinbruch und Infektionsrate Diese Folien zeigen einen Zusammenhang von Temperatur und relativer Luftfeuchte mit den Infektionsraten, wobei die bisher gelesenen Studien zeigen, dass die Luftfeuchte im niedrigen Temperaturbereich eine geringere Rolle spielt. Bisher liegen nur Ergebnisse von Temperaturen herunter bis 10° C (USA) und 6 °C (China) vor, für tiefere Temperaturen gibt es bisher noch keine gefundenen Forschungsergebnisse.
Beispiel für erforderliche Corona-Wetterwarnung
Vorhergesagter Kälteeinbruch in Deutschland Es gibt Wettervorhersagen für die Woche (ab 07. Februar 2021), die für Deutschland einen massiven Kälteeinbruch mit Schneefall von bis zu 50 cm vorhersagen. Die Temperaturen sollen unter -10° C fallen. Für diesen Fall hätten wir ähnliche Verhältnisse wie sie in Spanien und Portugal vorlagen. Diese Wettervorhersage sollte genauestens beachtet werden und unter Umständen zu Warnungen und Maßnahmen bis zu einem totalen Lockdown führen. Diese Aussage bitte mit aller Vorsicht interpretieren, es wären ja weit reichende Konsequenzen aus bisher empirisch erhobenen Daten.
Beispiel für eine mögliche Corona-Warnung
Quelle wetter-online.de
Start Friday 15.2.21Beispiel für eine mögliche Corona-Warnung Wenn diese Vorhersagen eintreffen wäre es sinnvoll, unter den neu gewonnen Erkenntnissen Gegenmaßnahmen gegen die drohende Infektionsgefahr mit Coronaviren ergriffen zu haben oder schnell zu ergreifen. Wenn man sich an den Beispielen Spanien und Portugal orientiert, wäre womöglich sogar ein totaler Lockdown angebracht. Es gibt drei Parameter, die die Verbreitung des Virus beeinflussen: Temperatur Relative Luftfeuchtigkeit UV-Strahlung
CORONA-Calculator
Beispiel für eine mögliche Corona-Warnung Temperatur, UV-Index und Relative Luftfeuchte beeinflussen das Absterben des CoronaVirus, wenn es außerhalb unseres Körpers ist. Hierzu wurde unter Laborbedingungen zum einen die Temperatur näher untersucht. Auch der Einfluss der relativen Luftfeuchtigkeit wurde untersucht. Ein weiterer wichtiger Parameter ist der UV-Index, also die Strahlung der Sonne. Und auch die Luftfeuchtigkeit wurde maßgeblich mit einbezogen. Aus diesem Mix lässt sich berechnen, in welchem Zeitraum die Viren an der freien Luft oder auf Oberflächen zerfallen. Berechnet wird dabei, wie viele Stunden es dauert bis 99 Prozent der Viren abgestorben sind. Im günstigsten Fall mit viel Sonne und Hitze geht es binnen einer Stunde oder weniger. Im ungünstigsten Fall dauert es mehrere Stunden. Das kann beispielsweise bei vielen Wolken und eher kühleren Temperaturen so sein. Übrigens: Inwieweit das Wetter die Verbreitung des Virus in der Luft beeinflussen kann, untersuchte eine von der Homeland Security in Auftrag gegebene Studie. Quelle: www.wetter.de
neben oben zitierter, weitere Literatur Climate and COVID-19 pandemic: effect of heat and humidity on the incidence and mortality in world's top ten hottest and top ten coldest countries. Meo SA, Abukhalaf AA, Alomar AA, Al-Beeshi IZ, Alhowikan A, Shafi KM, Meo AS, Usmani AM, Akram J. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2020 Aug;24(15):8232-8238. doi: 10.26355/eurrev_202008_22513. PMID: 32767355 Effect of heat and humidity on the incidence and mortality due to COVID-19 pandemic in European countries. Meo SA, Abukhalaf AA, Alomar AA, Sumaya OY, Sami W, Shafi KM, Meo AS, Usmani AM, Akram J. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2020 Sep;24(17):9216-9225. doi: 10.26355/eurrev_202009_22874. PMID: 32965017 Effects of temperature variation and humidity on the death of COVID-19 in Wuhan, China. Ma Y, Zhao Y, Liu J, He X, Wang B, Fu S, Yan J, Niu J, Zhou J, Luo B. Sci Total Environ. 2020 Jul 1;724:138226. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.138226. Epub 2020 Mar 26. PMID: 32408453 Free PMC article. Winter Is Coming: A Southern Hemisphere Perspective of the Environmental Drivers of SARS-CoV-2 and the Potential Seasonality of COVID-19. Smit AJ, Fitchett JM, Engelbrecht FA, Scholes RJ, Dzhivhuho G, Sweijd NA. Int J Environ Res Public Health. 2020 Aug 5;17(16):5634. doi: 10.3390/ijerph17165634. PMID: 32764257 Free PMC article. Review. Environmental concern regarding the effect of humidity and temperature on 2019-nCoV survival: fact or fiction. Harmooshi NN, Shirbandi K, Rahim F. Environ Sci Pollut Res Int. 2020 Oct;27(29):36027-36036. doi: 10.1007/s11356-020-09733-w. Epub 2020 Jun 26. PMID: 32592048 Free PMC article. Review.
Temperature dependence of COVID-19 transmission. Notari A. Sci Total Environ. 2020 Dec 13;763:144390. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.144390. Online ahead of print. PMID: 33373782 Free PMC article. Containment measures limit environmental effects on COVID-19 early outbreak dynamics. Ficetola GF, Rubolini D. Sci Total Environ. 2020 Dec 16;761:144432. doi: 10.1016/j.scitotenv.2020.144432. Online ahead of print. PMID: 33360124 Free PMC article. Influence of population density, temperature, and absolute humidity on spread and decay durations of COVID-19: A comparative study of scenarios in China, England, Germany, and Japan. Diao Y, Kodera S, Anzai D, Gomez-Tames J, Rashed EA, Hirata A. One Health. 2020 Dec 11;12:100203. doi: 10.1016/j.onehlt.2020.100203. eCollection 2021 Jun. PMID: 33344745 Free PMC article. Predicting SARS-CoV-2 Weather-Induced Seasonal Virulence from Atmospheric Air Enthalpy. Spena A, Palombi L, Corcione M, Quintino A, Carestia M, Spena VA. Int J Environ Res Public Health. 2020 Dec 4;17(23):9059. doi: 10.3390/ijerph17239059. PMID: 33291676 Free PMC article. Role of air temperature and humidity in the transmission of SARS-CoV-2 in the United States. Ma Y, Pei S, Shaman J, Dubrow R, Chen K. medRxiv. 2020 Nov 16:2020.11.13.20231472. doi: 10.1101/2020.11.13.20231472. Preprint. PMID: 33236018 Free PMC article.
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