蔡嘉倫老師的研究興趣為大氣中的降水過程。以下介紹關於「大氣風場測量」與「地形如何影響天氣」的科學論文摘要。讓我們用簡單的概念搭配圖表來了解這些複雜的氣象研究。若要深入瞭解可以來找蔡老師一起來探討大氣的奧妙！
蔡老師實驗室網頁：https://sites.google.com/view/applab-ccu
核心概念：看見風的形狀與山脈的影響
在氣象學中，要知道高空中的風怎麼吹是非常困難的。文大氣質系蔡嘉倫老師、中央大學大氣系廖宇慶教授與韓國慶北大學GyuWon Lee教授進行國際合作，發表了一系列論文來探討此核心概念。其中研發並改良了一套名為「WISSDOM」的系統。這個系統就像是給氣象學家戴上了3D眼鏡，透過結合多建置一部以上「都卜勒雷達」或「光達」儀器，可以估計出風在三維空間中的流動方向與速度。此外，我們特別針對韓國平昌等山區，研究山脈這個「巨大的障礙物」是如何改變風的走向，並進而製造出強風、大雨或大雪。
研究論文重點節錄
1. 山區地形如何改變雨雪 (Tsai et al., 2025, MWR)
這篇研究探討韓國平昌山區的氣流。當空氣撞上山脈被迫抬升時，裡面的水氣會凝結成不同大小的雨滴或雪花。山脈的形狀和風向，會直接決定哪裡會下大雪、哪裡只有毛毛雨。這對預測冬天的極端天氣非常重要。
2. 晴天也會颳強風的秘密 (Tsai et al., 2022, JGR Atmospheres)
你有沒有遇過天氣很好卻突然颳大風？這篇論文利用WISSDOM系統觀察發現，當低壓系統靠近山脈時，即使沒有雲雨，大氣壓力加上地形的「管道效應」（讓風穿過狹窄山谷），會讓風速瞬間飆升，形成破壞性的強風。
3. 迎風面的條件決定降雨量 (Tsai et al, 2025, ESS)
這篇研究像在找尋降雨的規律。主要統計了韓國山脈的降雨事件，發現如果我們能提早知道「還沒吹到山脈前」（上游）的風速有多快、水氣有多少，就能高度準確地預測接下來山區會下多大的雨。
4. 用光達看晴空的風 (Tsai et al., 2023, AMT)
原本的WISSDOM系統主要用雷達看「有雨」的地方。這篇論文把系統升級，加入了「都卜勒光達」（用雷射光測量）。這讓氣象學家連在「沒有雲雨的晴空」下，也能清楚看見高解析度的3D風場流動。
5. 結合不同雷達的優勢 (Tsai et al., 2025, AMT)
不同波長（頻率）的雷達有各自的優點，有的看小雨滴很清楚，有的能穿透大雷雨。這篇研究證實，如果把不同波長的雷達資料「合在一起」丟進WISSDOM系統，算出來的3D風場會比單用一種雷達準確非常多。
原始文章請參考：
- Tsai, C.- L.*, K. Kim, Y.- C. Liou, and G. Lee*, 2025c: Advantages of using multiple Doppler radars with different wavelengths for three dimensional wind retrieval. Atmos. Measure. Tech., 18, 6371–6392. https://doi.org/10.5194/amt-18-6371-2025.
- Tsai, C.- L., K. Kim, H. Park, H. Park, W. Bang and G. Lee*, 2025b: Association Between Upstream Conditions and the Intensity of Orographic Precipitation in the Main Mountain Ranges of South Korea. Earth and Space Science, 12, e2024EA003989.https://doi.org/10.1029/2024EA003989
- Tsai, C.- L., K. Kim, Y.- C. Liou, and G. Lee*, 2025a: Variability in the Microphysical Characteristics Associated with Orographic Airflow in the Mountainous Pyeongchang Region. Mon. Wea. Rev., 153, 691-716. https://doi.org/10.1175/MWR-D-24-0075.1
- Tsai, C.- L., K. Kim, Y.- C. Liou, and G. Lee*, 2023: High Resolution 3D Winds Derived from a Modified WISSDOM Synthesis Scheme using Multiple Doppler Lidars and Observations. Atmos. Measure. Tech., 16, 845-869. https://doi.org/10.5194/amt-16-845-2023.
- Tsai, C.- L., K. Kim, Y.- C. Liou, J.- H. Kim, Y. Lee, and G. Lee*, 2022: Orographic- induced strong wind associated with a low-pressure system under clear-air condition during ICE-POP 2018. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 127, e2021JD036418. https://doi.org/10.1029/2021JD036418