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Mathematische Unterhaltungen: Wie eine Epidemie verläuft

Wann erreicht eine Epidemie wie der gegenwärtige Ausbruch der Viruserkrankung Covid-19 ihren Höhepunkt? Welchen Effekt haben Einschränkungen des öffentlichen Lebens auf den Verlauf? Und womit haben wir nach dem Abklingen einer Pandemie zu rechnen? Mathematische Modellbildung liefert zumindest gewisse Teilantworten.
Eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme zeigt eine mit Sars-Cov-2-Partikeln (lila) infizierte Zelle (grün).Laden...

Ein Mensch aus dem Kreis Heinsberg im Rheinland besucht eine lokale Karnevalsveranstaltung. Alles spricht dafür, dass er infiziert ist und dort weitere Menschen ansteckt und so das Virus verbreitet. Damit ist dieses Einzelereignis die Ursache dafür, dass auf der Deutschlandkarte der Infizierten ausgerechnet dieser Landkreis im äußersten Westen als besonders betroffen hervorsticht.

Was sagt die Mathematik zu dieser Geschichte? So gut wie nichts. Dass es ausgerechnet den Kreis Heinsberg getroffen hat, kann sie allenfalls als Zufall verbuchen und hinzufügen, dass eine große Menge Menschen, die noch nie mit dem Virus Sars-CoV-2 konfrontiert wurde, einen äußerst instabilen Systemzustand darstellt. Daraus folgt, dass dieser Zustand zusammenbrechen wird; aber wo der erste Dominostein fällt, darüber gibt es keine Aussage …

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30/2021

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Spektrum - Die Woche – 28/2021

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  • Quellen

Kissler, S.M. et al.: Projecting the transmission dynamics of SARS-CoV-2 through the post-pandemic period. MedRxiv 10.1101/2020.03.04.20031112, 6.3.2020

Lai, S. et al.: Effect of non-pharmaceutical interventions for containing the COVID-19 outbreak in China. MedRxiv 10.1101/2020.03.03.20029843, 13.3.2020

Martin, S.: Ausbreitung von Corona (COVID-19) in Deutschland. 12.3.2020

Pepe, E. et al.: COVID-19 outbreak response: first assessment of mobility changes in Italy following lockdown. COVID-19 Mobility Monitoring project, 13.3.2020

Stevens, H.: Warum Ausbrüche wie das Coronavirus sich exponentiell ausbreiten, und wie man »die Kurvenlinie glätten« kann. Washington Post, 18.3.2020
Grafisch ansprechende Simulationen für die Ausbreitung von Epidemien unter diversen Bedingungen