دانشگاه گلستان پژوهش‌های تغییرات آب و هوایی 2717-2066 7 26 2026 07 23 Analysis of Temporal Trends and Seasonal Variability in Column-Averaged Methane Concentrations (XCH4) over the Middle East Using Sentinel-5P/TROPOMI Data during 2018–2023 تحلیل روند زمانی و الگوی فصلی غلظت ستونی متان (XCH4) در خاورمیانه بر پایه داده‌های Sentinel-5P/TROPOMI طی دوره 2018–2023 35 50 246782 10.30488/ccr.2026.580388.1332 FA عزیز عزیزپور کارشناسی ارشد مهندسی محیط ‌زیست، گروه مهندسی محیط‌ زیست، دانشکده محیط‌ زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران، 0009-0004-4968-6434 محسن میر محمدی استادیار گروه مهندسی محیط ‌زیست، دانشکده محیط‌ زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران، 0009-0004-4968-6434 روح اله نوری استادیار گروه مهندسی محیط ‌زیست، دانشکده محیط ‌زیست، دانشگاه تهران، تهران، ایران، 0000-0002-7463-8563 سید محسن موسوی گروه علوم محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه گیلان، رشت ، ایران Journal Article 2026 05 04 Methane (CH₄) is one of the most important short-lived greenhouse gases affecting climate change, and its monitoring in energy-intensive regions is of particular importance. The aim of this research is to analyze the temporal trend and seasonal pattern of XCH₄ column concentration in the Middle East during the period 2018-2023 using Sentinel-5P/TROPOMI satellite data. In this study, daily Level 2 XCH4 data were used, and after processing in a Python environment, XCH4 values were aggregated at monthly, seasonal, and annual scales. The trend of changes was then evaluated using the Mann-Kendall test, Sen's slope estimator, and Ordinary Least Squares (OLS) regression. The results showed that XCH₄ in the Middle East during the study period has an increasing, monotonic, and statistically significant trend; its annual average increased from 1862.14 ppb in 2018 to 1918.77 ppb in 2023. The Mann-Kendall test showed Z = 9.64, p-value = 3.04×10⁻²¹, and τ = 0.75, indicating a strong and significant increasing trend over the entire study period. Sen's slope estimator and the OLS model also showed that XCH₄ in the Middle East increased by an average of about 12 to 13 ppb annually. Seasonally, the minimum mean XCH₄ was observed in winter (1876.2 ppb) and its maximum in summer (1898.3 ppb). Monthly analysis also confirmed this pattern, with the lowest value recorded in February and the highest in August–September. Additionally, annual and seasonal average maps indicated spatial heterogeneity of XCH₄ and higher values around the Persian Gulf and parts of the Arabian Peninsula. In summary, the results showed that the methane column concentration in the Middle East has followed a consistent increasing trend and a regular seasonal cycle in recent years. These findings indicate the suitable capacity of satellite monitoring for continuous observation of the temporal and spatial behavior of methane at a regional scale متان (CH4) یکی از مهم‌ترین گازهای گلخانه‌ای کوتاه ‌عمر و اثرگذار بر تغییرات اقلیمی است که پایش آن در مناطق انرژی ‌محور از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. هدف این پژوهش، تحلیل روند زمانی و الگوی فصلی غلظت ستونی XCH4 در خاورمیانه طی دوره ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۳ با استفاده از داده‌های ماهواره Sentinel-5P/TROPOMI است. در این مطالعه از داده‌های سطح ۲ روزانه XCH4 استفاده شده و پس از پردازش در محیط Python، مقادیر XCH4 در مقیاس‌های ماهانه، فصلی و سالانه تجمیع شدند. سپس روند تغییرات با استفاده از آزمون Mann–Kendall، برآوردگر شیب سن و رگرسیون خطی معمولی (OLS) ارزیابی شد. نتایج نشان داد که XCH4 در خاورمیانه طی دوره مورد مطالعه دارای روندی افزایشی، یکنواخت و از نظر آماری معنادار است؛ به ‌طوری‌ که میانگین سالانه آن از ppb ۱۸۶۲.۱۴ در سال ۲۰۱۸ به ppb ۱۹۱۸.۷۷ در سال ۲۰۲۳ افزایش یافته است. آزمون Mann–Kendall مقدار64 ،9Z = ، 21-10×3،04 p-value=و 0،75= τرا نشان داد که بیانگر روند افزایشی قوی و معنادار در کل دوره مطالعه است. برآوردگر شیب سن و مدل OLS نیز نشان دادند که XCH4 در خاورمیانه به ‌طور متوسط سالانه حدود ppb ۱۲ تا ۱۳ افزایش یافته است. از نظر فصلی، کمینه میانگین XCH4 در زمستان (ppb۱۸۷۶.۲) و بیشینه آن در تابستان (ppb۱۸۹۸.۳) مشاهده شد. تحلیل ماهانه نیز همین الگو را تأیید کرد؛ به ‌گونه‌ای که کمترین مقدار در فوریه و بیشترین مقدار در اوت–سپتامبر ثبت شد. همچنین، نقشه‌های میانگین سالانه و فصلی بیانگر ناهمگنی فضایی XCH4 و مقادیر بالاتر آن در نواحی پیرامون خلیج فارس و بخش‌هایی از شبه‌جزیره عربستان است. در مجموع، نتایج نشان داد که غلظت ستونی متان در خاورمیانه طی سال‌های اخیر از یک روند افزایشی پایدار و یک چرخه فصلی منظم پیروی کرده است. این یافته‌ها بیانگر ظرفیت مناسب پایش ماهواره‌ای برای رصد پیوسته رفتار زمانی و فضایی متان در مقیاس منطقه‌ای است.

https://ccr.gu.ac.ir/article_246782_7471fcbdf30507b3c8b14fecb0c25b6e.pdf