《Results in Engineering》：The Lengthening of Summer and the Shortening of Winter: Evidence of Seasonal Shifts in Iran under Global Warming
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全球变暖不仅加剧并增加了极端大气事件的频率，而且还改变了四个季节的长度、开始和结束日期。本研究旨在识别伊朗的气候季节并调查其时间变化。为此，研究人员采用了欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的ERA5再分析网格化温度数据，时间跨度为1971–2024年（n=54
全球变暖不仅加剧并增加了极端大气事件的频率，而且还改变了四个季节的长度、开始和结束日期。本研究旨在识别伊朗的气候季节并调查其时间变化。为此，研究人员采用了欧洲中期天气预报中心（ECMWF）的ERA5再分析网格化温度数据，时间跨度为1971–2024年（n=54年；2,488个陆地网格单元，分辨率0.25°×0.25°）。对温度时间序列拟合了三次多项式，并应用百分位数阈值法（第25和第75百分位数）来确定伊朗每个空间网格单元的气象季节时间日历。使用修正的Mann–Kendall检验（非参数趋势检验）在90%置信水平（p<0.1）评估伊朗季节的变化，并使用Sen's斜率估计器（中位数趋势估计）估算变化率，以下报告90%置信区间。结果表明，季节的开始、结束和持续时间在伊朗空间上存在差异，并且在研究期间内大多数网格单元经历了统计显著的变化。在季节中，夏季在其时间日历上表现出最明显的变化。夏季开始提前，而非结束延迟，对夏季季节的持续和延长贡献更大。区域平均结果显示，伊朗夏季长度每十年增加约11.8天，而冬季持续时间每十年减少约5.8天。区域平均气温与季节长度之间存在统计显著关系（夏季：p<0.001；冬季：p<0.001），温度每升高1°C，夏季季节延长约19天，冬季长度减少约11天。
**研究背景与问题**
全球变暖背景下，大气极端事件强度与频率增加，同时四季的开始、结束及持续时间也发生显著变化。季节时序的变动对动植物物候周期、农业生产、水资源管理、能源需求及区域社会-环境特征产生深远影响。现有研究已表明，北半球多数地区夏季延长、冬季缩短，但针对气候高度异质性的伊朗，此前缺乏基于高分辨率网格化数据、采用相对温度阈值（百分位数法）的系统性季节变化分析。伊朗地形复杂，包含阿尔博兹山脉、扎格罗斯山脉、卢特与卡维尔沙漠等，年均气温从南部约28°C到北部高地约4.4°C，均一绝对阈值难以适用。因此，本研究首次利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）ERA5再分析数据集（1971–2024年，0.25°×0.25°分辨率，2,488个陆地网格单元），通过相对阈值法识别伊朗气象季节的起始、结束与长度，并检测其时空变化趋势，以填补该区域在季节时序变化研究中的空白。论文发表在《Results in Engineering》。
**主要关键技术方法**（不超过250字）
研究人员采用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）ERA5再分析网格化温度数据（2,488个网格单元，分辨率0.25°×0.25°，1971–2024年）。主要方法包括：对每个网格单元的逐日温度时间序列拟合三次多项式以平滑短期波动；基于长期逐日温度的第25百分位数和第75百分位数作为相对阈值，定义冬季（低于25th百分位数）与夏季（高于75th百分位数），春秋为过渡季；使用修正的Mann–Kendall检验（90%置信水平，p<0.1）检测季节起始、结束及长度的趋势显著性；采用Sen's斜率估计器量化变化率并报告90%置信区间；利用累积偏差同质性检验（90%置信水平）识别区域平均时序的突变点。
**研究结果**
- **3.1 季节起始、结束与长度的气候学特征**：通过空间分布图（图3）展示了伊朗四季的长期平均起始、结束日期及持续时间。冬季在沙漠内陆约11月25日开始，而在里海南岸约12月10日开始，冬季长度在中央内陆约76天，而在扎格罗斯高地达88天。春季开始日期在全国差异超过20天，中央干旱区约2月14日，湿润地区约2月5日之后。夏季在东南部最早开始（约5月27日），里海南岸最晚（约7月11日），夏季长度在东南部约97天。秋季在东部干旱区约8月21日开始，里海南岸约9月26日开始，秋季长度在东部超过98天，西北部不足80天。
- **3.2 季节起始、结束与长度的变化**：通过Sen's斜率空间分布及区域平均时间序列（图4和图5）分析，冬季起始延迟（平均1.3天/十年），结束提前（平均4.2天/十年），导致冬季长度减少约5.8天/十年，西北部减少超过12天/十年。春季起始提前（平均4.23天/十年），结束提前（平均7.4天/十年），春季长度在大部分区域减少，仅西北部小范围例外。夏季起始提前（平均7.4天/十年），结束延迟（平均4.7天/十年），夏季长度增加约11.8天/十年，东南部增加约20天/十年。秋季起始延迟（平均4.7天/十年），结束延迟（平均1.3天/十年），秋季长度减少约3.1天/十年。累积偏差检验显示1998年前后存在显著突变点，对比1971–1998年与1999–2024年两个子时段，冬季缩短约16天，夏季延长约35天。
- **3.3 季节温度变化**：通过空间分布图（图7）显示，冬季和夏季气温均显著上升（p<0.1），冬季区域平均升温0.34°C/十年，西北部最强（1.14°C/十年）；夏季区域平均升温0.3°C/十年，东北部最强（0.5°C/十年）。春季和秋季气温呈显著下降趋势（p<0.1）。
- **3.4 季节长度与气温的关系**：通过散点图与线性回归（图8），伊朗区域平均年气温与冬季长度呈显著负相关（p<0.001），气温每升高1°C，冬季缩短约11天；与夏季长度呈显著正相关（p<0.001），气温每升高1°C，夏季延长约19天。
**讨论与结论**
讨论部分指出，研究采用的三次多项式平滑方法在复杂地形区域可能对季节转换日期敏感，研究人员未系统比较其他平滑技术（如谐波分析、样条插值、LOESS），将其作为方法学局限性，建议未来研究测试敏感性，并应用CMIP6多排放情景（SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5）进行季节时序变化预测。结论部分翻译如下：
本研究旨在基于长期逐日气温百分位数（第25和第75百分位数）及温度时间序列的三次多项式拟合，识别1971–2024年伊朗气象季节的起始、结束和持续时间，并分析季节时序的时空变化。结果表明，伊朗季节的起始、结束和持续时间并不均匀。邻近大型水体的区域因高大气湿度与热容量，冬季和夏季起始延迟，而干旱沙漠内陆因低热容量，季节转换相对较早。研究期间，伊朗季节的时间组织发生了显著变化。夏季变化最为明显，通过起始提前和结束延迟变得更长、更持久：在1971–1998年与1999–2024年子时段之间，夏季延长了约35天，其中起始提前贡献更大。春季现在比1971–1998年更早开始和结束，冬季在两个子时段之间缩短了约15天，其中结束提前贡献更大。冬季缩短和夏季延长均伴随区域平均增温趋势（冬季0.34°C/十年，夏季0.3°C/十年），并且与年平均气温统计相关：年平均气温每升高1°C，冬季缩短约11天，夏季延长约19天。观测到的夏季延长和冬季缩短可能对伊朗多个社会经济与环境部门产生影响，例如农业（作物物候与灌溉需求变化）、水资源（雪累积与融雪时间）、城市冷却能源需求以及生态系统功能与物种物候。
