دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی پژوهش های سنجش از دور و اطلاعات مکانی 3041-8976 3 2 2025 06 22 Monitoring methane emissions in Iran using Sentinel-P5 satellite data: Analyzing emission trends and identifying critical sources (2019-2023) پایش انتشار متان در ایران با استفاده از داده‌های ماهواره Sentinel-P5: تحلیل روند انتشار و شناسایی منابع بحرانی (۲۰۱۹-۲۰۲۳) 333 344 2475 10.22061/jrsgr.2025.12508.1109 FA بهناز بابائی گروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران رضا دوستی گروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران اسلام جوادنیا گروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران 0000-0002-1375-1888 سینا کیایی گروه مهندسی نقشه برداری، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران حشمت کرمی پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران امیرحسین عبدی پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران Journal Article 2025 05 14 Background and Objectives: Methane, as the second most important greenhouse gas after carbon dioxide, plays a significant role in intensifying global warming. Its global warming potential (GWP) over a 100-year period is estimated to be about 28 times greater than that of carbon dioxide. According to reports by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), approximately 40% of anthropogenic methane emissions are linked to the energy sector, particularly the oil and gas industries. As one of the major producers of oil and gas worldwide, Iran faces serious challenges in monitoring and controlling methane emissions—a matter of particular importance within the framework of international commitments such as the Paris Agreement. The Sentinel-5P satellite, equipped with the TROPOMI sensor, provides high spatial resolution and daily coverage, enabling continuous monitoring and quantification of methane emissions on a global scale. This study aims to examine the temporal trends of methane emissions in Iran over a five-year period (2019–2023) and to identify critical areas in terms of emission intensity. Methods: This research was conducted using a descriptive–analytical approach based on time-series data derived from the TROPOMI sensor onboard the Sentinel-5P satellite within the Google Earth Engine platform. Methane concentration data with a spatial resolution of 5.5 × 7 km were extracted for the entire geographical extent of Iran and processed to obtain annual, seasonal, and monthly averages. To analyze temporal trends and spatial patterns, five-year variation maps and charts were generated to identify dominant trends and high-emission regions. Findings: The results indicated an increasing trend in the annual mean methane concentration over Iran during the study period, with an estimated annual growth rate of about 0.03%. On average, methane concentrations exceeded the IPCC threshold of 1800 ppb by approximately 101.21 ppb. Seasonal analyses revealed that the highest concentrations occurred in autumn and winter, likely due to increased gas extraction activities and reduced efficiency of leakage control systems during colder periods. The total cumulative methane concentration from all sources during the five-year study period reached a considerable value of 1,487,134,705 ppb. Conclusion: The findings highlight a serious challenge for Iran in managing and controlling methane emissions. The observed upward trend underscores the urgent need to formulate and implement effective mitigation policies. In this regard, the deployment of advanced leak detection systems and investment in modern emission control technologies can play a significant role in reducing the environmental impacts of methane. پیشینه و اهداف: متان به‌عنوان دومین گاز گلخانه‌ای مهم پس از دی‌اکسید کربن، نقش چشمگیری در تشدید پدیده گرمایش جهانی دارد. پتانسیل گرمایش جهانی این گاز در بازه زمانی صدساله، حدود ۲۸ برابر بیشتر از دی‌اکسید کربن برآورد شده است. بر اساس گزارش‌های هیئت بین‌دولتی تغییرات اقلیمی (IPCC)، حدود ۴۰ درصد از انتشار متان با منشأ انسانی به بخش انرژی، به‌ویژه صنایع نفت و گاز، مربوط می‌شود. ایران به‌عنوان یکی از تولیدکنندگان عمده نفت و گاز جهان، با چالشی جدی در زمینه کنترل و پایش انتشار این گاز گلخانه‌ای مواجه است؛ موضوعی که در چارچوب تعهدات بین‌المللی همچون توافق‌نامه پاریس از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. ماهواره Sentinel-5P مجهز به حسگر TROPOMI با قابلیت تفکیک مکانی بالا و پوشش روزانه، امکان پایش مستمر و کمی‌سازی انتشار متان را در مقیاس جهانی فراهم کرده است. هدف این پژوهش، بررسی روند تغییرات انتشار متان در ایران طی دوره پنج‌ساله (۲۰۱۹ تا ۲۰۲۳) و شناسایی مناطق بحرانی از نظر میزان انتشار است. روش‌ها‌: این پژوهش با رویکرد توصیفی–تحلیلی و بر پایه سری‌های زمانی داده‌های روزانه سنجنده TROPOMI ماهواره Sentinel-5P در پلتفرم Google Earth Engine انجام شد. داده‌های غلظت متان با تفکیک مکانی ۵/۵×۷ کیلومتر برای کل محدوده جغرافیایی ایران استخراج و به‌صورت میانگین‌های سالانه، فصلی و ماهانه پردازش گردید. به‌منظور تحلیل روندهای زمانی و الگوهای مکانی، نقشه‌ها و نمودارهای تغییرات پنج‌ساله تولید و بررسی شدند تا روندهای غالب و نواحی با انتشار بالا شناسایی شوند. یافته‌ها: نتایج نشان داد که میانگین سالانه غلظت متان در ایران طی دوره مورد مطالعه روندی افزایشی داشته و نرخ رشد سالانه آن حدود ۰۳/۰ درصد برآورد شده است. مقدار میانگین ثبت‌شده، به‌طور متوسط 21/101 ppb بالاتر از آستانه ۱۸۰۰ ppb تعیین‌شده توسط IPCC بوده‌اند. بررسی تغییرات فصلی نشان داد بیشترین میزان انتشار در فصل‌های پاییز و زمستان رخ می‌دهد که احتمالاً ناشی از افزایش فعالیت‌های استخراج گاز و کاهش کارایی سامانه‌های کنترل نشت در دوره‌های سرد سال است. مجموع کل انتشار متان از تمامی منابع طی پنج سال، به رقم قابل‌توجه ۱٬۴۸۷٬۱۳۴٬۷۰۵ ppb رسید. نتیجه‌گیری: یافته‌های این پژوهش بیانگر چالش جدی ایران در زمینه مدیریت و کنترل انتشار متان است. روند افزایشی این گاز گلخانه‌ای، ضرورت تدوین و اجرای سیاست‌های مؤثر کاهش انتشار را برجسته می‌سازد. در این راستا، بهره‌گیری از سامانه‌های پیشرفته تشخیص نشت و سرمایه‌گذاری در فناوری‌های نوین کنترل انتشار می‌تواند نقش بسزایی در کاهش اثرات زیست‌محیطی ایفا کند.

https://jrsgr.sru.ac.ir/article_2475_89570674e9de7efe0f9d5c010d7f9859.pdf