近幾十年來科學家們發現，面對全球極端氣候肆虐的影響下，傳統24小時的天氣預報和長期季節性的氣候預測，可能不足以提供各領域在從事與天氣或氣候相關決策時所需要的預測精度。例如對水庫的操作，何時應提前洩洪或進行節水管制等，僅仰賴短期的天氣預報及長期的氣候預測，常常難以決策，這也意味著科學家需要在天氣事件發生前兩週以上，提供可靠的降雨和乾旱預報。而季內預報的時間尺度正好可有效彌補長期季節性預測的不足，也能有效的避免包括熱帶氣旋、洪水、乾旱、熱浪和寒流等氣象重大衝擊事件的風險。

傳統的天氣預報(weather forecast)提供我們未來 24 小時及至多兩週內可能發生的天氣變化，而氣候預測(climate prediction)則告訴我們未來季節可能發生的狀況。然而，在天氣預報及氣候預測之間，仍有一段落差，亦即我們無法確定兩週至兩個月後的天氣狀況；為彌補這段時間缺口所作的預報，即為「季內預報」(Subseasonal Prediction)(圖2)。季內預報可讓緊急應變管理人員(emergency manager)有更多時間為即將到來的熱浪、寒流、龍捲風或其他惡劣天氣預做準備，且隨著科技進步，更強大的電腦運算模式以及對長期驅動天氣的大氣和海洋模式的新理論，季內預報已成為現今預報技術發展的重要領域，正緩慢且穩定的進步中。

研究人員發現許多氣候振盪會在季內預測的時間區間內影響該地區的天氣，而且多數氣候振盪是難以預測的。例如，熱帶季內振盪(Intraseasonal Oscillation, ISO)是影響熱帶大氣季內變化的一個重要 因子，振盪週期約為30-60 天；其中，沿赤道東移之季內振盪係由Madden and Julian 首先發現，因此又稱為Madden-Julian Oscillation(MJO)。MJO是一種風暴模態(a pattern of storms)，通常每年在熱帶緯度地區形成數次，並可能對全球天氣產生影響。MJO沿著赤道向東移動，因為風將溫暖潮濕的空氣推向大氣層並產生降雨，接著因空氣變乾、冷卻並降回地面(圖3)。

MJO 雖然不像聖嬰現象(El Niño Southern Oscillation，ENSO)那樣地廣為人知，但在影響全球氣候方面同樣重要，活躍的 MJO 會間接的影響全球的天氣，並導致北美和歐洲的暴風雨。然而，MJO 發生時，季內預報的準確性反而可能提升，因為MJO這樣的全球尺度的天氣型態將在未來幾週內影響其他地區的天氣。美國北伊利諾伊大學氣象學家 Victor Gensini進行美國中部和東部大範圍龍捲風研究計畫 (ERTAF)時，就藉由觀察 MJO 等因子，提前兩到三週預測到龍捲風的活動與爆發。

另一種有助於改善季內預報精度的天氣模態(weather pattern)為平流層(北極或南極上方的高層大氣層)溫度迅速升高的現象。例如當研究員觀測到北部平流層變暖不久後，極端風暴便以迅雷不及掩耳的速度侵襲美國。另一個事件為2019年8月南極平流層溫度開始變暖，氣溫不僅飆升將近40 度且風速急遽的下降，南極洲周圍較下層的風流向北轉移，導致2019年末到2020年初澳洲各地發生毀滅性的熱浪和火災。值得慶幸的是墨爾本氣象局早在三週前觀測到平流層變暖，氣象學家Harry Hendon表示季內預報技術使他們能夠提早預測出有利於火災的溫暖和乾燥條件。

為了彌合天氣預報與氣候預測之間的差距，IRI氣候科學家Andrew Robertson和 ECMWF氣象學家 Frédéric Vitart共同主導季內至季節預報(Subseasonal to Seasonal Prediction，S2S預報) 研究計畫，他們收集來自世界各地 11 個天氣預報機構的季內預報模式，其中包括ECMWF和 NOAA。從集合全球天氣現象與相關數值模式組圖中(如圖4)不難發現若想獲得更精準的季內預測，在研究上需綜合各種可預測性的來源。

早在1976至1977 年的乾旱前，加州水資源管理單位(California Department of Water Resources，CDWR)即意識到現有的季節性降雨預測準確性不足，無法在管理方面提供更有利的決策。2017年美國CDWR資助一項合作夥伴計畫，用以改進美國西部降雨的 S2S 預測，特別是針對加州地區。由於水資源管理除了降雨和降雪決定了供水方面的基本條件外，還受到許多政治和社會經濟因素的影響，尤其在極端乾旱條件下，水資源管理還需考慮居民的公共健康和安全，以滿足最低的供應需求。此外，如要建立一條水庫水力發電系統鏈，透過S2S 預測並掌握在任何給定時間各水庫之水位狀態，進而判斷那些水庫可實施水力發電之優先順序。

一直以來，印度比哈爾邦恒河流經處以北地區易受洪水侵襲，而南部地區則易受乾旱影響。2018 年6 月到 9 月氣候科學家Nachiketa Acharya與團隊每週都與印度氣象部門合作，為比哈爾邦的每個地區進行次季節降雨預報，預報則會分發給當地農民。當夏季季風降雨延遲將近 16 天之久，農民能夠推遲種植水稻和其他作物，這樣的次季節預報可以為農民節省時間和金錢，避免在降雨來臨前額外支付不需要的灌溉費用。

季內預報可預測三至四個星期後的平均天氣狀況，相對於二週內的天氣預報，季內預報可提供政府防災單位有更充裕的時間，為即將到來的颱風、熱浪、寒流、龍捲風或其他惡劣天氣做好準備。而對於慈濟及紅十字會等民間救災組織亦可使用季內預報來制定天氣災害的戰略計畫，例如在颱風可能造成某個地區變成孤島時，事前備好防救災物資並運送到該處。對於農民而言，準確的季內預報可以讓他們更好地計劃何時該種植和灌溉作物，且水庫和水力發電廠亦可以利用這些資訊進行適當的水資源調度，並創造更高的效益。對於未來各種虛實環境快速變化的世界，各領域對於季內預報的期待只會有增無減！

1.　Witze, A. (2020, August 27). Improved three-week weather forecasts could save lives from disaster. Science News. Retrieved from https://www.sciencenews.org/article/climate-weather-forecast-three-week-disaster-storms

2.　Zhang, C. (2020, June 8). Bridging the gap between weather and climate predictions. Eos, 101, Retrieved from https://doi.org/10.1029/2020EO144729

3.　李思瑩、李清縢、林昀靜、張庭槐、陳建河(2020)，應用中央氣象局新一代海氣耦合模式監測預報夏季季內震盪，2020天氣分析與預報研討會。

4.　DeFlorio, M. J., F. M. Ralph, D. E. Waliser, J. Jones, and M. L. Anderson (2021 June 23). Better subseasonal-to-seasonal forecasts for water management. Eos, 102, Retrieved from https://doi.org/10.1029/2021EO159749