摘要：Hintergrund, Ziel und BereichIm Auftrag des Kompetenzzentrums Klimafolgen und Anpassung (KomPass) am Umweltbundesamt (UBA) wurde das Fachinformationssystem Klimafolgen und Anpassung (FISKA) entwickelt. Das FISKA soll den zuständigen staatlichen Institutionen Informationsgrundlagen und Wirkmodelle zu Folgen des Klimawandels für die Planung und Durchführung von Anpassungsmaßnahmen bereitstellen. In diesem Artikel wird das Wirkmodell Malariatransmission vorgestellt. Es wird gezeigt, wie mit diesem Wirkmodell und den in FISKA integrierten Klimaprojektionen der Modelle WettReg und REMO Risikogebiete für Malariaübertragungen identifiziert werden können. Material und MethodenFISKA wurde als offenes und modulares Fachinformationssystem entwickelt. Es bietet die Möglichkeit, Daten und Informationen mit anderen Institutionen auszutauschen. Folgen des Klimawandels sind als Rechenkerne implementiert. Anwender sollen die Möglichkeit erhalten, weitere Daten und Wirkmodelle zu integrieren sowie vorhandene Wirkmodelle zu verbessern. Für die Berechnung der temperaturabhängigen Malariasekundärinfektionen wurde das Modell der Basic Reproduction Rate verwendet und in zwei Rechenkerne eingefügt: Mit einem lassen sich die potenziellen Sekundärinfektionen und mit dem anderen die Zeiträume möglicher Malariaübertragungen (Seasonal Transmission Gates) berechnen. Die dafür benötigten Lufttemperaturdaten für die Jahre 1961 bis 2007 wurden vom Deutschen Wetterdienst bereitgestellt. Daten über mögliche zukünftige Lufttemperaturen wurden für 30-jährige Klimanormalperioden (1991–2020, 2021–2050, 2051–2080) aus den Modellen REMO und WettReg extrahiert. Die anhand dieser Daten mit dem Modell der Basic Reproduction Rate berechneten Projektionen der Sekundärinfektionen wurden auf Grundlage einer multivariat-statistisch berechneten landschaftsökologischen Raumgliederung regionalisiert, und die zukünftigen potenziellen Malariatransmissionszeiten wurden auf naturräumlich signifikante Unterschiede überprüft. ErgebnisseGegenüber den Jahren 1961 bis 1990 hat sich für den Zeitraum 1991 bis 2007 der prozentuale Flächenanteil Deutschlands, in dem eine Malariainfektion während ein bzw. zwei Monaten des Jahres möglich ist, zugunsten der Gebiete mit einer theoretisch dreimonatigen Übertragung verringert. So waren von 1991 bis 2007 nun auf 70 % statt auf 26 % des Bundesgebiets Malariaübertragungen während drei Monaten möglich. Der Flächenanteil des viermonatigen Übertragungszeitraumes stieg von 0,02 % auf 0,76 %, und erstmals war auf 0,15 % der Landesfläche eine Malariaübertragung während fünf Monaten möglich. Für zukünftige Klimanormalperioden können in nahezu allen Regionen Deutschlands Sekundärinfektionen auftreten und die Zahl der potenziellen Infektionen nimmt deutlich zu, sodass sich auch die jährlich möglichen Transmissionszeiträume bundesweit deutlich verlängern. In der regionalisierten Projektion REMO A1B für die Jahre 2051 bis 2080 weist fast das gesamte Bundesgebiet thermische Bedingungen auf, die Malariaübertragungen während vier bzw. fünf Monaten ermöglichen könnten. DiskussionMit den steigenden Lufttemperaturen verändert sich die räumliche Struktur des ökologischen Elementarfaktors Temperatur, was unter sonst gleichen Randbedingungen die Reproduktion von Krankheitserregern (Pathogenen; hier Plasmodium vivax) und Krankheitsüberträgern (Vektoren, hier: Anopheles atroparvus) sowie die Krankheitsausbreitung fördern kann. Die Basic Reproduction Rate dient zur Berechnung der Anzahl sekundärer Malariainfektionen. Damit ist die Infektion eines Wirts durch einen Vektor gemeint, und zwar unter der Annahme, dass ein infizierter Vektor in eine potenzielle Wirtspopulation gelangt, in der jeder Wirt empfänglich ist. Alleine die Verbesserung der thermischen Bedingungen für sekundäre Malariaübertragungen bedeutet keineswegs, dass es automatisch zu einer Malariaepidemie kommt. Von großer Bedeutung, allerdings in dem Malariarechenkern unberücksichtigt, bleiben etwa die Bevölkerungsdichte und deren medizinische Versorgung sowie das Vorhandensein von geeigneten Habitaten für den Vektor. Das Beispiel Malaria soll stellvertretend für eine Reihe anderer Krankheiten stehen, deren Pathogene von Vektoren übertragen werden und deren beider Reproduktion maßgeblich von den thermischen Bedingungen abhängt. SchlussfolgerungenDie Implementierung eines Klimawirkungsmodells zur potenziellen thermisch gesteuerten Malariatransmission in das FISKA zeigt beispielhaft Informationsgehalt und Funktionalität von FISKA. Die Daten und Funktionalitäten von FISKA können als Expertensystem zur Ermittlung von Risiken des Klimawandels in Deutschland verwendet werden. Die Ergebnisse können als interaktive Karte über die FISKA-Webanwendung öffentlich zugänglich gemacht werden. Aus technischer Sicht können prinzipiell alle Wirkmodelle, zu denen ein Rechenkern existiert, implementiert und als Ergebniskarten über die Webanwendung zugänglich gemacht werden. Voraussetzung hierfür ist, dass die Wirkmodelle und damit die erzeugten Risikokarten fachlich abgesichert und nachvollziehbar dokumentiert sind. Empfehlungen und AusblickEine Erweiterung von FISKA für Europa ist technisch möglich. Hierfür bedarf es der Entwicklung von GIS- und Modellanwendungen auf Grundlage europäischer Geobasis- und Geofachdaten. Für kleinräumige Modellprognosen bedarf es dynamischer Modellierungen des Wasserhaushalts an der Bodenoberfläche sowie des Mikroklimas.
关键词：Basic Reproduction Rate ; Climate change ; German Concept of Adaptation to Climate Change (DAS) ; Expert-Information System on Climate Impacts and Adaption (FISKA) ; Malaria transmission ; Vector borne diseases
