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Regionalization of wind-speed data to analyse tree-line wind conditions in the eastern Andes of southern Ecuador
This paper presents a method to extrapolate wind-speed data and to calculate wind-speed and dynamic pressure maps for the complex topography of a mountain rainforest area in the tropical Andes of southeastern Ecuador. The spatial differentiation of dynamic wind pressure in this area is claimed to be a major determinant of the altitude of the tree-line ecotone and to affect the tree line’s physiognomy. The paper presents a hybrid method encompassing statistical data analysis using the Weibull distribution and a digital terrain analysis, taking topographical shelter effects into account. The method is used to derive mean and maximum wind-speed and dynamic pressure maps to reveal whether the tree-line ecotone is influenced by direct wind effects. On average, the tree-line ecotone on the eastern slopes shows a clear average depression of ~50 m. These slopes are affected by higher dynamic wind stress, so have a more disturbed canopy. These altered vegetation structures may be caused mainly by direct wind effects and to a smaller extent by indirect effects, such as high humidity.
Es wurde eine Methode entwickelt, um räumliche Windgeschwindigkeits- sowie Staudruckkarten für ein topographisch diverses Gebiet in den tropischen Anden Südecuadors zu generieren. Die räumliche Variabilität des dynamischen Staudrucks beeinflusst entscheidend die Höhenposition und Physiognomie des lokalen Waldgrenzökotons im Studiengebiet. Eine Hybridmethode aus statistischer Daten- und digitaler Geländemodellanalyse, um mittlere und maximale Windgeschwindigkeits- sowie Staudruckkarten zu generieren, wird präsentiert. Mithilfe der Weibull-Verteilung werden dabei die Winddaten statistisch beschrieben und Höhen- sowie Topographieeffekte werden bei der Interpolation mit berücksichtigt. Die generierten Karten werden anschließend für weitere Baumgrenzökotonuntersuchungen herangezogen. Hierbei wird hauptsächlich untersucht, ob die Herabsetzung des Baumgrenzökotons im Studiengebiet auf den Einfluss direkten Windstresses zurückzuführen ist. Im Durchschnitt ist das Baumgrenzökoton der östlichen Hänge im Studiengebiet um ~50 m herabgesetzt. Osthänge werden stärker durch dynamischen Windstress beeinflusst. Die daraus resultierenden Veränderungen der Vegetationsstruktur des Baumgrenzökotons sind größtenteils auf direkte Windeffekte und zu einem kleineren Teil auf indirekte Effekte, wie z.B einer erhöhten Feuchtigkeit, zurückzuführen.
