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Gesamteuropäische Initiative will Pollenflugvorhersagen nahezu in Echtzeit zur Verfügung stellen

Gesamteuropäische Initiative will Pollenflugvorhersagen nahezu in Echtzeit zur Verfügung stellen
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Der Copernicus-Dienst zur Überwachung der Atmosphäre (CAMS) hat vor Kurzem eine Zusammenarbeit mit dem Europäischen Aeroallergen-Netzwerk (EAN) beschlossen und will zukünftig innovative Technologien erforschen, um europaweit automatische Pollenvorhersagen nahezu in Echtzeit übermitteln zu können.

Jedes Jahr im Frühling und Frühsommer sind nicht nur Insektensummen und Vogelzwitschern zu hören – sondern auch lautes Niesen, Schnaufen und Schniefen, weil zu diesen Jahreszeiten Pollen-Hochsaison ist und ein Viertel der europäischen Bevölkerung unter Heuschnupfen leidet. Selbst die Flucht in eine Großstadt hat keinen Zweck, da Luftverschmutzung die Symptome nur verschlimmert. Noch dazu sorgen die durch den Klimawandel ansteigenden Temperaturen dafür, dass Blütezeiten stetig früher beginnen und länger andauern, wodurch sich die Zeit des Leidens für einhundert Millionen Europäerinnen und Europäer verlängert.

Das „Pollenproblem“ wird immer schwerwiegender, und aktuelle Vorhersagemethoden sind nicht genau genug, als dass sie den Allergikern wirklich nützlich sein könnten. Die Prognosen bieten lediglich Schätzwerte, basierend darauf, welche Pflanzen als nächstes blühen, wie das Wetter wird und wie hoch die Luftverschmutzung ist. Die tatsächlichen Pollenwerte der Luft sind erst etwa eine Woche nach der Messung ausgewertet.

Doch das soll sich jetzt ändern. Der Copernicus-Dienst zur Überwachung der Atmosphäre (CAMS), die Europäische Pollendatenbank und das AutoPollen-Programm des MeteoSchweiz wollen gemeinsam neue Technologien entwickeln, um Daten über herumschwirrende Pollen nahezu in Echtzeit zur Verfügung stellen zu können. Diese Zusammenarbeit sowie die einschlägige Erfahrung des CAMS bei Luftqualitätsvorhersagen sollen die Gesundheit und Zufriedenheit von europäischen Allergikern signifikant verbessern, damit diese sich in der Pollensaison nicht mehr auf reine Schätzungen verlassen müssen.

Tagesaktuelle CAMS-Vorhersagen werden mit den Messwerten von mehr als 400 aktiven Bodenstationen des EAN verglichen, dessen Datenbank von der Forschungsgruppe Aerobiologie und Polleninformation der Medizinischen Universität Wien verwaltet wird. Die Datenbank ist die größte nicht-kommerzielle Polleninformationssammlung der Welt und umfasst Informationen aus über 40 hauptsächlich europäischen Ländern. Die Pollenforschung findet häufig nur lokal statt, da die Bedingungen eng an lokale Einflüsse geknüpft sind, aber die Europäische Pollendatenbank will dafür sorgen, dass die Daten miteinander vergleichbar werden und damit wissenschaftliche Forschungsprojekte und klinische Studien europaweit unterstützen.

Aktuell stehen Allergikern nur Schätzwerte zur Verfügung

„Aktuell messen wir die täglichen Pollenkonzentrationswerte volumetrisch mithilfe einer Hirst-Pollenfalle, die Luft einsaugt. Die darin enthaltenen Pollen werden manuell im Labor gezählt“, sagt Maximilian Bastl vom Österreichischen Pollenwarndienst. In Europa sorgen vor allem Birke, Olive und Gräser für Allergieprobleme. Bastl, der die Europäische Pollenbank betreut, erklärt jedoch, dass trotzdem alle Pollenwerte für die 26 häufigsten Allergien überprüft werden. Manchmal sogar bis zu 70, denn das Ziel ist es, immer neue Pflanzen- und Pilzarten in die Untersuchung aufzunehmen, um selbst seltene Allergien abzudecken. Die Hirst-Pollenfalle wird jedoch nur wöchentlich geleert. „Die Analyse nimmt [nochmals] mehrere Tage in Anspruch, aber das ist eben der aktuelle Standard der Observationen“, so Bastl.

Bildnachweis: MeteoSchweiz
Fünf unterschiedliche automatische Pollenmessgeräte stehen auf dem Dach des MeteoSchweiz in Payerne neben der traditionellen Hirst-Pollenfalle (hinter der Windfahne)Bildnachweis: MeteoSchweiz

So vergeht eine Woche, bis der tatsächliche Pollenwert die Bevölkerung erreicht. Der Wert ist zwar trotzdem nützlich, weil er zukünftige Vorhersagen genauer macht und die Erkennung von Mustern ermöglicht, aber dennoch basiert alles auf Durchschnittswerten. Beispielsweise ist es so unmöglich zu sagen, ob eine Pflanzenart dieses Jahr besonders früh Pollen freisetzt. Noch dramatischer ist allerdings, dass viele der Pollenflugvorhersagen, die der Bevölkerung in Form von kostenlosen Apps zur Verfügung gestellt werden, noch nicht einmal diese suboptimale nachträgliche Wertberichtigung integrieren, sodass die Endnutzenden nicht wissen können, ob die angezeigten Werte wirklich korrekt sind.

Zukünftig sollen Informationen binnen einer Stunde statt einer Woche verfügbar sein

Man könnte sich an dieser Stelle fragen, welchen Zweck diese ganzen Messungen haben, wenn Allergiker durch sie nicht einmal erfahren können, ob an einem spezifischen Nachmittag viele Ambrosia-Pollen unterwegs sind. Das ist eine Frage, die Bernard Clot, Manager des AutoPollen-Programms beim MeteoSchweiz, oft zu hören bekommt und bei deren Beantwortung er gerne helfen würde. „Wir wollen die Pollenmessung nicht automatisieren, sondern die Daten den Betroffenen und dem ärztlichen Fachpersonal in näherer Zukunft möglichst in Echtzeit zur Verfügung stellen.“ Aktuell werden mehrere neue Technologien auf ihre Eignung geprüft – von Lasern über das Einfangen von Partikeln bis hin zu Fotos vom Luftstrom. „Ihnen [den Technologien] ist allen gemeinsam, dass der Messwert sofort zur Verfügung steht“, so Clot. „So könnten wir die Pollenwerte nicht innerhalb von einer Woche, sondern innerhalb einer Stunde veröffentlichen.“

Aber auch wenn es bisher nicht möglich ist, die Werte sofort zur Verfügung zu stellen, arbeitet die Forschung doch an Möglichkeiten, Allergikern zu helfen. „Aktuelle Pollenvorhersagemodelle sind nicht perfekt, aber sie eignen sich für klinische Studien, die den direkten Einfluss auf die Gesundheit der Betroffenen ermitteln“, so Mikhail Sofiev, stellvertretender Leiter der Forschungsgruppe Atmospheric Composition Modelling am Finnischen Meteorologischen Institut. In einem Pilotprojekt versucht das Team um Sofiev, die individuellen Symptome von Betroffenen mithilfe existierender Daten und persönlichen Heuschnupfentagebüchern vorherzusagen. „Bei manchen Betroffenen spielt die Luftqualität ebenfalls eine wichtige Rolle, deshalb beziehen wir das in unsere Untersuchungen ein. Unser Modell befindet sich aktuell noch in der Entwicklung. Bald wissen wir mehr“, so Sofiev.

Neben Pollenflug sind auch Wetter und Luftverschmutzung wichtig

Copernicus stehen über 40 Jahre Klimadaten zur Verfügung. So war es der Organisation möglich, den Einfluss der globalen Erwärmung auf über 100 Spezies zu ermitteln. Blütezeiten verändern sich jahreszeitlich und beginnen oft früher und dauern länger an. Doch das ist nicht in allen Ländern gleich; der Gräserpollenflug in Frankreich und Griechenland beispielsweise könnte sich völlig unterschiedlich entwickeln. Lokale Einflüsse wie Luftverschmutzung und Wetter sorgen dafür, dass in einem Jahr ein hoher Pollengehalt der Luft nicht sonderlich problematisch ist, aber ein mittlerer Pollengehalt im Jahr darauf schon.

Zahlreiche europäische Teams arbeiten zurzeit an der Lösung dieses Problems. Letztes Jahr wurde das bereits automatisiert funktionierende bayrische Elektronische Polleninformationsnetzwerk (ePIN) aufgebaut, und in Serbien werden der Öffentlichkeit Echtzeitdaten mithilfe der RealForAll-App zur Verfügung gestellt. Aber in vielen anderen europäischen Ländern warten die Allergiker weiter auf verlässliche Echtzeitwerte. In einigen Fällen beeinträchtigen die unverlässlichen Vorhersagen nicht nur den Alltag. „Es könnte passieren, dass die falschen Informationen den Betroffenen schaden. Sie könnten mit Asthma oder schlimmeren Symptomen im Krankenhaus landen, obwohl unsere Daten aussagen, dass es draußen sicher ist“, sagt Uwe Berger, Leiter der Forschungsgruppe Polleninformation des Österreichischen Pollenwarndienstes.

Um den Allergikern die Daten zur Verfügung zu stellen, die sie für einen gesunden und störungsfreien Alltag benötigen, müssen die Vorsagen verlässlicher werden, ihre Daten in Echtzeit liefern und übergreifende Muster einbeziehen. „Wir müssen den Einfluss von Pollen auf die Gesundheit der Menschen ernst nehmen“, fasst Vincent-Henri Peuch, Leiter des CAMS zusammen. „Wir müssen uns auch meteorologische Daten und Luftqualitätswerte ansehen. Die medizinische Forschung hat ergeben, dass alles miteinander zusammenhängt.“