فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

سابقه و هدف: آلودگی هوا یکی از چالش‌های مهم زیست‌محیطی و بهداشتی است که با رشد صنعتی و افزایش فعالیت‌های انسانی به‌ویژه در شهرهای بزرگ و صنعتی تشدید شده است. گاز متان به‌عنوان یکی از قوی‌ترین گازهای گلخانه‌ای نقش چشمگیری در گرمایش جهانی، تغییرات اقلیمی، و کاهش کیفیت هوا ایفا می‌کند. منابع انتشار این گاز شامل تالاب‌ها، دامداری‌ها، کشاورزی، و دفن زباله است که فعالیت‌های انسانی سهم قابل‌توجهی در افزایش آن دارند. اندازه‌گیری و پایش آلودگی هوا اغلب با محدودیت‌های مکانی و زمانی ایستگاه‌های سنجش زمینی مواجه است. در این راستا، داده‌های ماهواره‌ای به‌دلیل پوشش گسترده، هزینه بهینه و توانایی ارائه داده‌های با وضوح مکانی و زمانی بالا، به‌عنوان یکی از مهم‌ترین منابع اطلاعاتی برای مطالعه آلودگی هوا مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این پژوهش، از داده‌های سنجنده TROPOMI بر روی ماهواره Sentinel-5P، که امکان اندازه‌گیری غلظت گاز متان در جو را فراهم می‌کند، به‌عنوان منبع اصلی داده استفاده شده است. این داده‌ها مبنای تحلیل فضایی و زمانی توزیع متان در محدوده کلان‌شهر اصفهان بوده و امکان بررسی دقیق الگوهای مکانی و زمانی این آلاینده را در سطح گسترده فراهم کرده‌اند. باوجود اهمیت بالای آلودگی متان، تاکنون مطالعه‌ای جامع در خصوص تحلیل توزیع مکانی و زمانی این آلاینده در کلان‌شهر اصفهان انجام‌نشده است. هدف این پژوهش، تحلیل جامع و سیستماتیک توزیع متان در شهر اصفهان با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای و شناسایی ارتباط میان تغییرات عوامل جوی و تغییرات گاز متان است تا راهکارهایی موثر برای مدیریت آلودگی هوا و بهبود کیفیت زیست‌محیطی ارائه شود.مواد و روش‌ها: این پژوهش با هدف تحلیل مکانی و زمانی توزیع غلظت متان در کلان‌شهر اصفهان، از داده‌های سنجنده TROPOMI مستقر بر ماهواره Sentinel-5P در بازه زمانی 1398 تا 1402 استفاده کرده است. داده‌های ماهواره‌ای با بهره‌گیری از سامانه گوگل ارث انجین فراخوانی، پردازش و تحلیل شدند. برای بررسی الگوی توزیع مکانی غلظت متان، شاخص موران جهانی و آماره G به‌منظور تحلیل خوشه‌ها و تعیین نحوه پراکنش داده‌ها به کار رفت. علاوه بر این، از آماره Gi برای شناسایی مناطق دارای بیشترین (نقاط داغ) و کمترین (نقاط سرد) غلظت متان استفاده شد. همچنین، ارتباط میان غلظت متان و عوامل اقلیمی مانند دما، فشار هوا، میزان بارش و سرعت باد از طریق محاسبه ضریب همبستگی پیرسون ارزیابی گردید. در نهایت، روند تغییرات زمانی غلظت متان در مقیاس‌های ماهانه، فصلی و سالانه مورد تحلیل قرار گرفت.نتایج و بحث: نتایج حاصل از تحلیل‌های انجام‌شده نشان‌دهنده روند افزایشی غلظت گاز متان در کلان‌شهر اصفهان طی دوره زمانی مورد مطالعه بوده است. این گاز در فصول سرد سال به‌ویژه در نواحی صنعتی و کشاورزی بیشترین غلظت را تجربه کرده است. بررسی‌های مکانی نشان‌دهنده تشکیل خوشه‌های قابل توجهی از غلظت‌های بالا در مناطق شمالی، به‌ویژه مناطق 4 و 7، و همچنین مناطق شرقی، به‌ویژه مناطق 12 و 15، می‌باشد که به‌دلیل فعالیت‌های مرتبط با دامداری، کشاورزی و دفن زباله، غلظت‌های بالای متان را در این مناطق به‌دنبال داشته است. در مقابل، نواحی جنوبی، به‌ویژه مناطق 2 و 6، و همچنین بخش‌هایی از نواحی غربی به‌عنوان نقاط سرد با غلظت‌های پایین‌تر شناخته شدند. علاوه بر این، ارزیابی ارتباط پارامترهای اقلیمی نشان داد که دما و سرعت باد به‌طور معکوس با تغییرات غلظت متان در ارتباط بوده‌اند، در حالی‌که فشار هوا نشان‌دهنده رابطه‌ی مثبت و معناداری با تغییرات غلظت این گاز بود.نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش، که مبتنی بر تحلیل داده‌های ماهواره‌ای با دقت بالا و روش‌های پیشرفته سنجش مکانی است، اطلاعات ارزشمندی را در زمینه مدیریت آلودگی هوا و برنامه‌ریزی شهری فراهم می‌آورد. بر این اساس، پیشنهاد می‌شود پایش و کنترل انتشار متان با اولویت‌بندی فصول سرد سال و تمرکز بر مناطق شناسایی‌شده به‌عنوان نقاط داغ انجام گیرد. در این راستا، بهینه‌سازی فرآیندهای صنعتی، مدیریت کارآمد پسماندها در نواحی شرقی اصفهان و کنترل انتشار متان از دامداری‌های شمالی با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین، ازجمله روش‌های تصفیه زیستی، می‌تواند به‌طور مؤثری در کاهش این آلاینده نقش ایفا کند. علاوه بر این، استفاده از داده‌های سنجش از دور و مدل‌های پیش‌بینی پیشرفته برای پایش مداوم غلظت متان و اجرای راهکارهای کنترل آلودگی به‌صورت هدفمند، به‌عنوان یک راهبرد مؤثر توصیه می‌شود.