Kees Floor, Het Weer Magazine, oktober 2009.

Eind 2006 en begin 2007 deed zich in het noordoosten van Afrika een uitbraak voor van de in sommige gevallen voor de mens dodelijke riftdalkoorts. De epidemie was door wetenschappers zes weken van te voren aangekondigd op basis van satellietgegevens. Voor de eerste maal konden de autoriteiten tijdig maatregelen nemen om de schade te beperken.

1. Verband tussen de patronen van de zeewatertemperatuur en de rijkdom aan vegetatie, uitgedrukt in de vegetatie-index. De kleuren van zeeën en oceanen geven de afwijking van de temperatuur ten opzichte van het gemiddelde; rood is warmer, blauw is kouder dan normaal. De kleuren van de continenten geven de afwijking van de vegetatie-index ten opzichte van het gemiddelde. In groene gebieden is de vegetatie weelderiger dan normaal, in de bruine gebieden blijft de ontwikkeling van de vegetatie achter bij het gemiddelde. De kaartjes hebben betrekking op de maand april van het El Niñojaar 1983 en het La Niñajaar 1989, waarin de omstandigheden tegengesteld waren aan die uit 1983. In het El Niñojaar zijn de zeewatertemperaturen in de oostelijke Grote Oceaan rond de evenaar hoger dan normaal. In mindere mate geldt dat ook voor het westelijk gedeelte van de Indische Oceaan. Tegelijkertijd is er een voor de regio weelderige vegetatie in Oost-Afrika. In 1989 was de situatie tegengesteld. De kaartjes zijn gebaseerd op metingen van de Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) sensoren op de Amerikaanse NOAA-weersatellieten.

2. (muis naast beeld) Risicokaart voor het optreden van riftdalkoorts van de herfst van 2006 tot en met het voorjaar van 2007. In de roze gebieden is de kans op het uitbreken van de ziekte groter dan normaal; in de lichtgroene gebieden bestaat geen verhoogd risico. De plaatsen waar riftdalkoorts bij de mens werd geconstateerd, zijn aangegeven met cirkels. De gele cirkels geven uitbraken in gebieden met voorspeld verhoogd risico, de blauwe cirkels in gebieden met voorspeld normaal risico. Bron: Assaf Anyamba en NASA/Earth Observatory. 5. (muis op beeld) Verschil tussen de in december 2006 opgetreden waarden van de vegetatie-index en de gemiddelde waarde over de periode 1998-2006. Het patroon is gebaseerd op meetgegevens van de Franse SPOT-satellieten. Groene tinten duiden op weelderige vegetatie. Daar zit ook veel water en is het risico op een uitbraak van de riftdalkoorts het grootst. Bron: NASA..

Van tijd tot tijd breekt in Kenia, Ethiopië, Tanzania of Egypte de riftdalkoorts uit. Meestal heb je er weinig last van. De koorts en de pijn aan spieren, gewrichten en hoofd zijn met vier tot zeven dagen weer verdwenen. In een enkel geval slaat het virus dat de koorts opwekt, echter harder toe. Dan zijn de symptomen ernstiger en veroorzaakt de ziekte blijvende blindheid, geestelijke aftakeling of zelfs de dood.
De ziekte doet zich eerst voor bij dieren, zoals schapen, runderen en geiten, en leidt tot sterfte onder het vee of een toename van het aantal doodgeboren jongen. Ook door de uitdunning van de veestapel is de riftdalkoorts dus bedreigend.

Zware regenval
De ziekte is al tientallen jaren bekend. In 1913, nu bijna honderd jaar geleden, veroorzaakte een ziekte die volledig aan de beschrijvingen voldoet, sterfte onder schapen in het Riftdal in Kenia. Een andere uitbraak deed zich voor in 1931. Toen slaagden wetenschappers erin het virus dat de ziekte veroorzaakt, te isoleren. In de jaren daarna werd duidelijk dat het virus onder andere werd verspreid door muggen. Inmiddels weten we ook dat de ziekte kan worden overgebracht van dier op dier, van dier op mens en van mens op mens. De incubatietijd bedraagt 1 tot 6 dagen.
Verder bleek er een verband tussen zware regenval en het uitbreken van de ziekte. De toename in de omvang van draslanden na zware regenval is gunstig voor de ontwikkeling van de muggen die het virus helpen verspreiden.
Uitbraken van de riftdalkoorts zijn vastgesteld in veel delen van Afrika ten zuiden van de Sahara. Af en toe komt het ook noordelijker tot een uitbraak.

Satellietwaarnemingen
Het onderzoek naar de omstandigheden waaronder uitbraken van de riftdalkoorts konden optreden, kwam in een stroomversnelling door gebruik te maken van satellietgegevens. Satellieten meten onder andere de zeewatertemperatuur en de rijkdom aan vegetatie op het land; ook kunnen schattingen worden gemaakt van neerslaghoeveelheden op verschillende plaatsen op aarde. Door die gegevens te bestuderen ontdekten wetenschappers dat de combinatie van hoge zeewatertemperaturen rond de evenaar in de Grote Oceaan - gekoppeld aan El Niño - enerzijds en een opwarmende westelijke equatoriale Indische Oceaan anderzijds, aanleiding gaf tot overvloedige regen in Oost-Afrika. Direct na de stortregens nam de rijkdom aan vegetatie, zoals afgeleid uit satellietwaarnemingen, spectaculair toe (vergelijk figuur 1). Door de gebieden waar na veel regen het groen snel opkomt, goed in de gaten te houden, kunnen de mogelijke woon- en voortplantingsgebieden van de muggen die de riftdalkoorts overbrengen, worden opgespoord. Voor die streken kan men vervolgens een waarschuwing doen uitgaan dat een uitbraak op handen is of op z'n minst tot de mogelijkheden behoort.

El Niño
Het verband tussen de levenscyclus van de muggen en de groei van de vegetatie werd voor het eerst beschreven in een artikel dat in 1987 in het natuurwetenschappelijk vaktijdschrift Science verscheen. Van recenter datum is de link tussen de riftdalkoorts en El Niño/zuidelijke oscillatie (ENSO); een artikel daarover verscheen in 1999 in hetzelfde tijdschrift. ENSO is een cyclisch, wereldwijd verschijnsel van veranderingen in de zeewatertemperatuur, waarbij op allerlei plekken op aarde extreme klimaatomstandigheden kunnen optreden. Alle El Niño's veroorzaakten riftdalkoorts; daarnaast zijn er lokale uitbraken geweest door plaatselijke zware regenval los van El Niño.
Een zeer krachtige El Niño deed zich voor in 1997. In datzelfde jaar trad de voor zover bekend grootste uitbraak op van de riftdalkoorts. Het getroffen gebied omvatte de gehele Hoorn van Afrika en ongeveer 90 000 mensen raakten door het virus geïnfecteerd. Honderden mannen, vrouwen en kinderen stierven aan de gevolgen van de ziekte en tienduizenden stuks vee kwamen om.
De desastreuze uitbraak van 1997 vormde een krachtige stimulans voor verder onderzoek naar de omstandigheden waaronder de ziekte zich kon ontwikkelen en verbreiden. Het uiteindelijk doel was om van te voren te kunnen waarschuwen voor een uitbraak. Dan kunnen de autoriteiten namelijk tijdig hun maatregelen nemen, zoals het instellen van transportbeperkingen of importverboden van vee, het inenten of in quarantaine zetten van vee, het uitdelen van muskietennetten en het informeren van het algemene publiek. Omdat er geen vaccin is voor de mens, zijn dergelijke maatregelen om de verspreiding van de ziekte tegen te gaan van het grootst belang.

3. Verschil tussen de volgens satellietwaarnemingen opgetreden zeewatertemperaturen in november 2006 en de gemiddelde waarde van die temperatuur in de periode 1985-1997. De zeewatertemperaturen in de oostelijke Grote Oceaan rond de evenaar zijn hoger dan normaal (rode tinten). In mindere mate geldt dat ook voor het westelijk gedeelte van de Indische Oceaan. Onder dergelijke klimatologische omstandigheden, die bekend staan als El Niño, valt er doorgaans veel regen in Oost-Afrika. Bron: NASA/Earth Observatory.

4. In de laatste maanden van 2006 ging Oost-Afrika gebukt onder zware regenval. Anderhalf miljoen mensen in Somalië, Ethiopië, Kenia en delen van omliggende landen kregen te maken met overstromingen. De kaart toont de afwijkingen van de normale neerslaghoeveelheden in november 2006 ten opzichte van het gemiddelde over de periode 1999-2005. In de donkerblauw gemarkeerde gebieden viel per dag 9 millimeter regen meer dan normaal. Tegelijkertijd was het in andere gebieden droog (bruine tinten). Het neerslagpatroon is karakteristiek voor een El Niño-situatie. De gegevens waarop de kaart is gebaseerd, zijn onder andere afkomstig van de Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) satelliet, die regenmetingen verricht over gebieden rond de evenaar tussen 35 graden noorder- en zuiderbreedte. Bron: NASA.

Methodiek
Inmiddels is een waarschuwingsmethodiek ontwikkeld, die bij de meest recente uitbraak van riftdalkoorts succesvol bleek. De waarschuwingen worden uitgegeven in de vorm van een kaart met risicogebieden; figuur 2 geeft een voorbeeld. In de roze gebieden bestaat een verhoogd risico, terwijl in de groene gebieden de situatie min of meer normaal is. De kaart is gemaakt door een groep Amerikaanse wetenschappers onder leiding van de in Kenia geboren geograaf Assaf Anyamba; zij rapporteerden begin dit jaar in de vakpers over hun resultaten en hun successen. Voortbouwend op het eerdere onderzoek gingen ze eerst na in welke gebieden extreme regenval zou kunnen optreden, omdat de riftdalkoorts zich daar kan ontwikkelen en van daaruit verspreiden. Daarvoor gebruikten ze satellietmetingen van de temperatuur van het oceaanoppervlak . Een van de eerste symptomen dat de ENSO overvloedige regenval zal brengen is namelijk een temperatuurstijging van het zeewater in het oostelijk deel van de equatoriale Grote Oceaan en het westelijk deel van de equatoriale Indische Oceaan. Figuur 3 laat een dergelijk temperatuurpatroon zien voor november 2006, dus aan het begin van de laatste uitbraak van de riftdalkoorts. Andere satellietwaarnemingen geven een beeld van de hoeveelheid regen die er in die maand is gevallen (figuur 4). Maar belangrijker nog is het om de gebieden in kaart te brengen waar de leefomstandigheden voor de muggen die het virus verspreiden, gunstig zijn.

Vegetatie-index
Als maat daarvoor diende de vegetatie-index, een indicatie voor de hoeveelheid planten en begroeiing op de grond ,die direct afgeleid kan worden uit satellietwaarnemingen.
Het idee erachter is als volgt: Het chlorofyl in gezonde vegetatie absorbeert tijdens de fotosynthese veel zonlicht in het zichtbaar licht en reflecteert tegelijkertijd veel licht in het nabij-infrarood. Ongezonde en verdroogde planten gedragen zich juist andersom: ze kaatsten veel licht terug in het zichtbaar licht en weinig in het nabij-infrarood. Datzelfde is het geval als er weinig of geen begroeiing is. Uit de metingen in de beide golflengtegebieden kan daardoor een vegetatie-index worden afgeleid, die aangeeft of er 'groen' aanwezig is en hoe het erbij staat.
De groene gebieden in figuur 5 hebben meer vegetatie, dus ook meer water. De kans op geïnfecteerde muggen is daar dan ook het grootst. De figuur geeft de voor de maand december 2006 de verschillen tussen de waarden van de vegetatie-index in die maand en het gemiddelde over de periode 1998-2006. In de donkergroene gebieden is de vegetatie veel meer ontwikkeld dan normaal; in de bruinige gebieden blijft ze achter bij het gemiddelde. In eerste benadering geven de donkergroene vlekken dus de risicogebieden. Het satellietbeeld is gebaseerd op metingen van Franse SPOT-satellieten.

Succesvolle waarschuwingen
De regio's waar over een periode van drie maanden veel regen viel en een sterke groei van de vegetatie optrad, worden in risicokaarten zoals figuur 2 aangegeven. De kaart, die elke maand wordt bijgewerkt, kan de instanties die waken voor de gezondheid van mens en dier, helpen.
Anyamba en collega's voorspelden in september 2006 dat een uitbraak van de riftdalkoorts op handen was. In december werd de eerste besmetting bij de mens geconstateerd; de uitbraak duurde tot en met februari 2007. Daarmee was voor de eerste maal een voorspelling van de riftdalkoorts opgesteld, geverifieerd en succesvol gebleken.
Inmiddels is er de afgelopen maanden een volgende El Niño op gang gekomen. Het wachten is nu op de stortregens in het oosten van Afrika; daarna kan het riftdalkoortsvirus weer toeslaan. Dankzij het onderzoek van Anyamba en zijn medewerkers zullen de autoriteiten in de risicogebieden opnieuw tijdig gewaarschuwd kunnen worden.

Temperatuur Grote Oceaan, november 2009. Er is een nieuwe El Niño op gang gekomen.

Literatuur:
Anyamba, A. et al., Prediction of a Rift Valley Fever outbreak. Proceedings of the National Academy of Sciences, 106 (3), 955-959, 20 januari 2009.
Linthicum, K.J., Anyamba, A., et al., Climate and Satellite Indicators to Forecast Rift Valley Fever Epidemics in Kenya, Science 285, 397-400, 16 juli 1999