Ein bisher sauberer Teich wird plötzlich von einer einzigen Alge besiedelt.
Diese Algenart hat die Eigenschaft sich zu vermehren.
Sie vermehren sich, in dem sich ihre Anzahl täglich verdoppelt.
Nach 30 Tagen ist der Teich völlig von Algen bedeckt.
Frage:
An welchem Tag war der Teich zu 50% bedeckt?
Die Verdopplungszeit gibt an, wie lange es (bspw. in Tagen) dauert, bis sich eine Zahl verdoppelt, wenn exponentielles Wachstum vorliegt.
Wenn kein exponentielles Wachstum vorliegt, dann ist die Verdopplungszeit nicht mehr sinnvoll verwendbar.
Was sagt aber eine Verdopplungszeit im Detail aus, was lässt sich alles aus der Verdopplungszeit ableiten?
Die nachfolgende Tabelle klärt mit den Excel- und PDF-Downloads auf:
R= 1,7 = 17/10 = 170/100 = 1.700/1.000 = 17.000/10.000 = ...
Werden nun 17 von 10 infiziert oder 17.000 von 10.000? Der Reproduktionszahl ist es gleichgültig, R=1,7.
R= 0,8 = 8/10 = 80/100 = 800/1.000 = 8.000/10.000 = ...
Werden nun 8 von 10 infiziert oder 8.000 von 10.000? Der Reproduktionszahl ist es gleichgültig, R=0,8.
(Näheres s. Corona-Statement vom 28.04.20)
Quelle: RKI: Epidemiologisches Bulletin, 17|2020 Entwicklung der SARS-CoV-2-Epidemie in Deutschland – Nowcasting, S. 12 ff. (PDF)
Die Reproduktionszahl ist allerdings eine sehr sensible Größe.
Schon die Veränderung in der ersten Stelle nach dem Komma führt zu starken Veränderungen im Verlauf einer Epidemie.
Wie lässt sich dieses Verhalten aus der Reproduktionszahl ableiten?
Die nachfolgende Tabelle klärt mit den Excel- und PDF-Downloads auf:
Diagramm1: Verlauf der Corona-Daten in Deutschland (im 20-Tage-Raster)
(Datenquelle: Worldometer: Coronavirus Germany Weltweites Statistik-Portal in Echtzeit)
Beim logistischen Modell geht es genauso wie beim exponentiellen Modell darum, auf der Basis einer Datenzeitreihe eine mathematische Funktion zu finden, die sich möglichst gut dieser Datenzeitreihe anpasst. Damit ist es möglich verschiedene Aussagen auf Basis dieser Funktion abzuleiten. Bei den Aussagen sind Maxima, Minima, Nullstellen (Schnittpunkte mit der Zeitachse), Wendepunkte, Prognosen u.s.w. gefragt. Bei einer logistischen Funktion gibt es eine obere Schranke (Sättigungsgrenze). An dieser wird das Wachstum begrenzt, höhere Werte dieser Funktion gibt es nicht. Insbesondere stellt aber auch der Wendepunkt einen markanten Punkt dar. Bis zu diesem Wendepunkt steigen die Wachstumsraten immer schneller an. Die Kurve zeigt ein dramatisches Wachstum. Trügerisch ist dabei der Verlauf in der Anfangsphase, da die zunächst niedrigen Zahlen unterschätzt werden. Das Ausmaß des Wachstums wird nicht für möglich gehalten. Epidemien entwickeln sich jedoch in dieser Anfangsphase exponentiell. Nach dem Wendepunkt nehmen die Wachstumsraten ab. Der Prozess des Wachstums kommt an einer oberen Schranke letztendlich zum Erliegen.
Diagramm3: Verlauf der gesamten Infektionen in Deutschland (im 20-Tage-Raster)
(Datenquelle: Worldometer: Coronavirus Germany Weltweites Statistik-Portal in Echtzeit)
Die logistische Trendfunktion (magenta) zeigt derzeit für das Ende des 1. Halbjahres 2022 ein Auslaufen der Pandemie (4. Infektionswelle) in Deutschland an.
Dabei wird die Anzahl der gesamten bekannten Infektionen von ca. 4 Mio. Ende August 2021 um 8 Mio. auf 12 Mio. Ende Juni 2022 steigen.
Die Anstiegsphase der 4. Welle umfasst mit den Monaten Juli 2021 bis Ende Dezember 2021 ganze 6 Monate.
Dementsprechend wird die Abstiegsphase der 4. Welle mit ebenfalls 6 Monaten Ende Juni 2022 enden.
Das Hoch der 4. Welle (Wendepunkt in Diagramm3) wird Ende Dezember 2021 mit ca. 56.000 täglichen Infektionen erreicht werden.
Der Inzidenzwert von 35 wurde wieder Mitte August 2021(gestrichelte Linie)überschritten.
Auch der Inzidenzwert von 50 wurde am 20. August 2021(gestrichelte Linie) wieder überschritten.
In 2020 wurde der Inzidenzwert von 50 erst am 19. Oktober 2020(gestrichelte Linie) wieder überschritten!
Der Inzidenzwert von 100 wurde wieder Ende Oktober 2021(gestrichelte Linie)überschritten.
Das Hoch der 4. Welle (Wendepunkt in Diagramm3) wird Ende Dezember 2021 mit einer 7-Tage-Inzidenz von ca. 470 Infektionen je 100.000 Einwohner erreicht werden.
Quellen:
n-tv: Epidemie-Lage in Deutschland Alle Daten, alle Fakten zum Coronavirus
Worldometer: Coronavirus Weltweites Statistik-Portal in Echtzeit mit seriösen Informationen
Diagramm7: Verlauf der Belegung der Intensivbetten in Deutschland (im 20-Tage-Raster)
(Datenquelle: DIVI-Intensivregister)
Das Eintreten des Gesundheitsnotstands ist mit der exponentiellen Trendfunktion (magenta) zum Ende des Jahres 2021 prognostizierbar, bei dem zuletzt steiler werdenden Anstieg der Intensivfälle (rot) früher.
Quellen:
DIVI-Prognosemodell Simulation der Intensivbettenauslastung für COVID-19 in Abhängigkeit von der Infektionsdynamik und dem zu erwartenden Impfeffekt
DIVI-Intensivregister Aktuelle Belegungssituation intensivmedizinischer Bereiche der Krankenhaus-Standorte Deutschlands
n-tv: Intensivbetten auf einen Blick So sieht es aktuell in den deutschen Kliniken aus
n-tv: Epidemie-Lage in Deutschland Alle Daten, alle Fakten zum Coronavirus
Dashboard DIVI-Intensivregister auf Landkreisebene
Die Covid19-Simulation basiert auf dem Projekt CoSim, das an der Universität des Saarlandes entwickelt wurde. Ziel des Projekts CoSim ist die Entwicklung eines mechanistischen mathematischen Modells zur Vorhersage der COVID-19 Infektionen inkl. Krankenhausbettenbelegung, Intensivmedizinische Behandlung (ICU), Beatmung und Todesraten in den einzelnen Bundesländern und der Abschätzung von Nicht-Pharmazeutischen Interventionen (NPI, z. B. Schulschließung) über die Zeit. Das Modell soll den weiteren Verlauf der Infektionen (inkl. Krankenhausbelegung, ICU, Beatmung, Todesraten) vorhersagen und verschiedene mögliche Szenarien (z.B. Aufhebung Kontaktverbot) simulieren. Das Modell und die Vorhersagen werden in regelmäßigen Abständen (wöchentlich) mit neuen Daten angepasst. Es werden neue Vorhersagen für alle Bundesländer als PDF Bericht zur Verfügung gestellt. Die Covid19-Simulation wird auf der Online-Plattform (s.o. Quelle) der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt. Der Prognose-Verlauf berücksichtigt die Existenz der britischen Virusmutation B.1.1.7 mit einer Verstärkung der Infektionsübertragung.
Diagramm9: Verlauf der 7-Tage-Inzidenz und der Reproduktionszahlen (Stand: 21.05.2021)
Es werden die Reproduktionszahlen R(t) (grau) und die 7-Tage-Inzidenzen (rot) dargestellt.
Die Simulation startet für die Prognosewerte (Linien) am 01.01.21 mit der aktuellen Reproduktionszahl.
Es ergeben sich folgende Prognosen:
Diagramm10: Verlauf der 7-Tage-Inzidenz und der Reproduktionszahlen (Stand: 22.08.2021)
Es werden die Reproduktionszahlen R(t) (grau) und die 7-Tage-Inzidenzen (rot) dargestellt.
Die Simulation startet für die Prognosewerte (Linien) am 01.01.20.
Die 7-Tage-Inzidenz erreicht in der 4. Welle Anfang Dezember 2021 einen neuen Höchstwert bei 485.
Diagramm11: Verlauf der gesamten Infektionen (rot) (Stand: 22.08.2021)
Die Simulation startet für die Prognosewerte (Linien) am 01.01.21.
Die gesamten Infektionen erreichen in der 4. Welle Anfang Dezember 2021 ausgehend von ca. 4 Mio. Infektionen einen neuen Höchstwert bei ca. 12 Mio. Infektionen.
Die 4. Welle läuft im Mai 2022 aus.
Diagramm12: Verlauf der neuen täglichen Infektionen (rot) (Stand: 22.08.2021)
Die Simulation startet für die Prognosewerte (Linien) am 01.01.21.
Die neuen täglichen Infektionen erreichen in der 4. Welle Anfang Dezember 2021 einen neuen Höchstwert bei 57.000.
Die 4. Welle läuft im Mai 2022 aus.
Diagramm13: Verlauf der 7-Tage-Inzidenz (rot) (Stand: 22.08.2021)
Die Simulation startet für die Prognosewerte (Linien) am 01.01.21.
Die 7-Tage-Inzidenz erreicht in der 4. Welle Anfang Dezember 2021 einen neuen Höchstwert bei 485.
Die 4. Welle läuft im Mai 2022 aus.
Diagramm14: Verlauf der Bettenbelegung (Stand: 22.08.2021)
Es werden die Bettenbelegungen für die Normalfälle (braun), Intensivfälle (lila) und die beatmeten Fälle (blau) dargestellt.
Die Simulation startet für die Prognosewerte (Linien) am 01.01.21 mit der aktuellen Reproduktionszahl.
Die Bettenbelegung für die Normalfälle (braun) erreicht in der 4. Welle Ende Dezember 2021 einen neuen Höchstwert bei 42.000.
Die Bettenbelegung für die Intensivfälle (lila) erreicht in der 4. Welle Ende Dezember 2021 einen neuen Höchstwert bei 11.600.
Der bisherige Höchstwert lag am 03.01.2021 bei 5.762 Intensivfällen.
Die Bettenbelegung für die beatmeten Fälle (blau) erreicht in der 4. Welle Ende Dezember 2021 einen neuen Höchstwert bei 6.600.
Der bisherige Höchstwert lag am 04.01.2021 bei 3.211 beatmeten Fällen.
Die 4. Welle läuft im Mai 2022 aus.
Link: impfdashboard.de
n-tv-Beitrag v. 22.08.2021: Infektionszahlen steigen Inzidenz wieder über 50 - Grund zur Sorge?
Eine bundesweite Inzidenz von 100 könnte in gut zwei Wochen erreicht werden.
Die 200 und die 500 könnten bei unverändertem Verlauf entsprechend in vier bis sieben Wochen erreicht sein, ...
Ab 200 Neuinfektionen pro 100.000 Einwohner binnen einer Woche sei wieder "eine erhebliche Belastung der Intensivstationen" mit mehr als 3000 Intensiv-Patienten zeitgleich zu erwarten.
Stellungnahme 08.12.20: Feiertage und Jahreswechsel für einen harten Lockdown nutzen Leopoldina - Nationale Akademie der Wissenschaften
Faktencheck zum Coronavirus Typische Falschmeldungen zum Coronavirus auf dem Prüfstand
COVID-19 Simulator Modellierung und Vorhersage für die deutschen Bundesländer
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Mein Leserbrief als Antwort auf Prof. Dierichs Beitrag "Falsche Panik vor Corona"
Die Kontaktsperre bringt die Wende Max-Planck-Institut hat ein sehr gutes Prognose-Modell entwickelt
Steckbrief zur Coronavirus-Krankheit-2019 (COVID-19) Veröffentlichung vom RKI (Stand: 03.04.20)
Projektion der COVID19 -Epidemie in Deutschland Wissenschaftler der Uni's Mainz und Hamburg
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Corona-Krise: Wie ist das Wachstum zu sehen - exponentiell oder logistisch oder beides? eine gute bildliche Darstellung in einem Video (engl.) mit Untertiteln
Exponentielles, beschränktes oder logistisches Wachstum? Mathematik anschaulich gemacht: eine sehr gute Darstellung der 3 Funktionen im Diagramm mit individuell einstellbaren Parametern (erzeugt mittels Geogebra)
„Geheim“: So verhindern wir die Kernschmelze… Ein Strategiepapier der Bundesregierung enthält furchteinflößende Corona-Szenarien.
Bundesdrucksache 2012 - eine hypothetische Risikoanalyse zur Pandemie durch einen Virus "Modi-SARS" ab Seite 55; es war alles bekannt; 3 Infektionswellen; 78 Mio.Infizierte; 7,5 Mio. Tote
Rechtsanwältin fordert sofortige Aufhebung des Shutdown - eine Antwort: völlige Ignoranz der Realität paart sich mit hochgradiger Verantwortungslosigkeit