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Blick in die Pandemie-Zukunft Supercomputer berechnet Corona-Trends

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Das Pandemie-Modell wird in Jülich derzeit auf dem Rechencluster Jusuf berechnet. In der Entwicklungsphase wurden aber auch die Rechner Jureca (Bild) und Juwels miteinbezogen.

(Foto: FZ Jülich)

Wie breitet sich Covid-19 in Deutschland aus? Wo entsteht das nächste Risikogebiet? Mit Hochleistungsrechnern können Forscher nun Einschätzungen geben, wo die Infektionszahlen in den nächsten fünf Tagen steigen - und wo sie fallen könnten.

Die große Frage in der Corona-Pandemie ist ohne Zweifel: Wann hat das alles ein Ende? Das weiß bisher zwar niemand. Aber die Supercomputer im Forschungszentrum Jülich können zumindest eine Einschätzung für die nahe Zukunft geben.

Demnach werden die Infektionszahlen in Berlin-Mitte in den nächsten fünf Tagen mit einer Wahrscheinlichkeit von über 95 Prozent weiter steigen. Der gleiche Trend gilt für fast alle Großstädte Deutschlands; Frankfurt am Main, Köln, Hamburg, Dresden - überall ergeben die Berechnungen, dass sich das Coronavirus weiter stark ausbreitet. Doch die Rechner geben auch Anlass zur Hoffnung: In München etwa werden die Infektionszahlen in den nächsten fünf Tagen mit einer Wahrscheinlichkeit von mehr als 50 Prozent fallen.

Neuroinformatiker der Universität Osnabrück und Datenexperten des Forschungszentrums in Jülich haben das Modell entwickelt, dass die Beobachtung der Pandemie weitaus aktueller macht. Innerhalb von vier Stunden kann es für alle Landkreise berechnen, ob die Infektionszahlen in den nächsten fünf Tagen steigen oder fallen werden - und wie wahrscheinlich diese Prognose ist.

Neben der Fünf-Tage-Vorhersage gibt der sogenannte "Nowcast" Aufschluss über die tatsächlichen Neuinfektionen des aktuellen Tages. Während das Robert-Koch-Institut am 11. Oktober nur 12,81 Fälle für Berlin-Neukölln meldet, berechnen die Höchstleistungscomputer 30,86 Neuinfektionen - mehr als doppelt so viele. Jens Henrik Göbbert vom Forschungszentrum Jülich warnt jedoch: Die Zahlen seien kein Blick in die Glaskugel, sondern nur Wahrscheinlichkeiten. "Das Modell kann keine Hochzeitsfeiern vorhersehen", sagt der Wissenschaftler zu ntv.de.

1000 Möglichkeiten, wie sich das Virus entwickeln könnte

Grundlage der Berechnungen sind die Meldedaten des RKI der vergangenen vier Wochen. Diese allein wären allerdings zu wenig, um eine sichere Prognose für die Zukunft stellen zu können. Das Modell errechnet 1000 mögliche Szenarien, die alle zu der gemeldeten RKI-Zahl führen. Diese Szenarien wendet es dann auf die nächsten fünf Tage an. So ergibt sich eine Tendenz: Führt die Mehrheit der Szenarien zu steigenden Infektionszahlen oder führen die meisten Möglichkeiten zu sinkenden Zahlen? "Mit der Kenntnis der Vergangenheit schätzen wir die Lage von heute", sagt Göbbert.

Auch räumliche Faktoren werden miteinbezogen. Wie groß ist der Landkreis? Wie viele Menschen leben dort und wie nah? Wo pendeln die Menschen täglich über die Kreisgrenze? Kieler werden Menschen aus München weniger wahrscheinlich anstecken, als Düsseldorfer die Kölner. All das weiß das Modell und berücksichtigt es bei den Berechnungen. Die Prognosen werden jeden Morgen auf der Website des Forschungszentrums veröffentlicht. "Die Nähe von Forschung und Bevölkerung ist uns in diesem Zusammenhang sehr wichtig", so der Experte. "Jeder kann sie in seine Entscheidung, ob er am Wochenende wirklich zum Konzert geht oder lieber nicht, miteinbeziehen."

In erster Linie seien die Berechnungen jedoch für Entscheidungsträger wie Gesundheitsämter oder Politiker interessant, so Göbbert. Ob die Maskenpflicht im Schulunterricht in Schleswig-Holstein wirkt oder in Berlin weitere Maßnahmen notwendig werden, könne bald auch durch die Berechnungen des Modells bewertet werden.

Strengere Schutzkonzepte sollten durch die Ergebnisse des Vorhersage-Modells besser erklärbar werden. "Es kann eine Art Rückhalt für Entscheidungsträger sein", so der Wissenschaftler. Das Modell sei wichtig, damit keiner überrascht werde, denn es halte einem die Entwicklung vor Augen. "Menschen denken linear, der Virus ist das allerdings überhaupt nicht."

Aber welche Auskunft kann der Supercomputer zu der Frage geben, ob wir uns bereits in einer zweiten Welle befinden? "Es fällt schon auf, dass die Tendenz Anfang September sinkend war", sagt Göbbert. "Jetzt geht der Trend in vielen Landkreisen deutlich nach oben."

Quelle: ntv.de