دانشگاه کاشان مهندسی اکوسیستم بیابان 2538-6336 15 51 2026 08 23 Spatiotemporal Projections of Dust Aerosol Dynamics over Iran Using the RegCM4 Model under RCP4.5: 2030–2060 پیش‌بینی توزیع مکانی فصلی و سالانه گردوغبار در ایران با استفاده از مدل جفت‌شده RegCM4 18 29 115654 ‎10.22052/deej.2026.258710.1143 FA فاطمه درگاهیان دانشیار پزوهشی بخش تحقیقات بیابان موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران. علیرضا بالان فرد هواشناسی اداره کل هواشناسی استان البرز، کرج، ایران سمیه حیدرنژاد محقق بیابان‌زدایی، مرکز تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی و منابع طبیعی استان لرستان، پردیس تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی بروجرد. طاهره آقازاده دانش آموخته کارشناسی ارشد هواشناسی دانشگاه آزاد تهران شمال، تهران، ایران سید جعفر سیداخلاقی استادیار، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران Journal Article 2026 05 10 Introduction This study provides a dynamic projection of seasonal and annual dust aerosol distributions over Iran using the coupled RegCM4 regional climate model under the RCP4.5 emission scenario for the 2030–2040 and 2050–2060 horizons. This research addresses a critical knowledge gap, as previous assessments in Iran have largely relied on global model outputs or simulations of historical conditions without the benefit of dynamical downscaling. By employing a high-resolution regional climate model (RCM) capable of resolving local-scale physical processes, this study captures the complexities of dust emission, atmospheric transport, and deposition, offering a more nuanced understanding of future dust dynamics in the region. Methodology The study utilized boundary conditions derived from global RegCM climate simulations, with 6-hourly temporal resolution extending to 2100. The RegCM4 model was configured with a 40-km horizontal grid resolution, balancing computational feasibility with the requirement to resolve major regional dust sources. Simulations were driven by the RCP4.5 scenarios—representing a moderate greenhouse gas emission pathway—covering the Iranian domain (25°N–45°N and 44°E–64°E). Key physical parameterizations included the Emanuel convection scheme, the Holtslag planetary boundary layer scheme, the NCAR-CCM3 radiation scheme, and the BATS1e land surface scheme. Following a 3-month spin-up period to ensure initialization stability, decadal averages for 2030–2040 and 2050–2060 were analyzed to determine dust trends. Results The modeling results successfully identified multiple internal and external dust hotspots. Internal sources were notably active in Sistan and Baluchestan, Kerman, South/Razavi Khorasan, Khuzestan, Bushehr, Hormozgan, and Isfahan provinces. Among these, the Sistan and Baluchestan and Khuzestan regions exhibited the highest frequency and intensity of dust events. External dust contribution was found to be significant from northern Saudi Arabia, the Iraq-Kuwait border, and northeastern regions adjacent to Turkmenistan. Seasonal analysis highlighted distinct behaviors: Sistan and Baluchestan remains active year-round, with peak intensities in autumn and winter linked to the strengthening of the Levar wind system. Conversely, the Khuzestan source, characterized by extensive dry marshlands, exhibits peak mobilization in spring due to the Shamal wind system, which facilitates dust transport from the Tigris-Euphrates basin. Discussion and conclusion The projections indicate a clear intensification in both dust production volumes and event frequency throughout the 2030s and 2050s, driven by climate-change-induced declines in soil moisture, altered vegetation cover, and intensified wind patterns under RCP4.5. Furthermore, the identification of emerging dust sources in Turkmenistan poses a heightened risk to northeastern Iran. While the model successfully delineates regional hotspots, it is subject to spatial constraints; the 40-km resolution limits the detection of localized sources smaller than 1,600 km². Consequently, while the model provides a robust assessment of regional-scale dynamics, smaller sources may be underrepresented or smoothed. Despite this, the study’s findings corroborate the urgent need for transboundary cooperation and localized dust mitigation strategies. These results suggest that by 2054, Iran will experience a shift toward significantly warmer and drier conditions, necessitating the integration of these projections into national water resource management and sustainable land-use planning. پژوهش حاضر با هدف پیش‌بینی توزیع مکانی فصلی و سالانه گردوغبار در ایران با استفاده از مدل جفت‌شده RegCM4 تحت سناریوی اقلیمی RCP4.5 برای افق‌های ۲۰۳۰- ۲۰۴۰ و ۲۰۵۰- ۲۰۶۰ انجام شد. به‌این‌منظور، داده‌های شرایط مرزی برگرفته از مدل پیش‌بینی اقلیمی RegCM با قدرت تفکیک زمانی ۶ ساعت و پوشش زمانی تا سال ۲۱۰۰، به‌عنوان ورودی به مدل منطقه‌ای RegCM4  با تفکیک افقی ۴۰ کیلومتر جهت انجام پیش‌بینی‌های بلندمدت معرفی گردید. بر اساس یافته‌ها، کانون‌های داخلی گردوغبار در استان‌های سیستان و بلوچستان، کرمان، خراسان جنوبی، خراسان رضوی، خوزستان، بوشهر، هرمزگان و اصفهان و کانون‌های خارجی مؤثر در شمال عربستان (مرز عراق، کویت و ایران) و شمال شرق ایران (مرز ترکمنستان) شناسایی شدند. الگوهای فصلی نشان داد کانون سیستان و بلوچستان در تمام فصول فعال بوده و در پاییز و زمستان بر حجم ذرات آن افزوده می‌شود و کانون خوزستان با غبار دائمی، بیشترین غلظت را در بهار دارد. نتایج مدل‌سازی حاکی از افزایش میزان غبار تولیدی و تعداد رخدادهای گردوغبار در سال‌های ۲۰۳۰ و ۲۰۵۰ نسبت به شرایط فعلی است و کانون‌های جدیدی در ترکمنستان و نزدیکی مرزهای ایران شکل گرفته‌اند. با توجه به تفکیک ۴۰ کیلومتری مدل، تنها کانون‌هایی با مساحت بیش از ۱۶۰۰ کیلومترمربع قابل آشکارسازی هستند. این یافته‌ها ضرورت بازنگری در سیاست‌های مدیریت منطقه‌ای گردوغبار با تأکید بر کانون‌های فرامرزی و تغییرات اقلیمی آتی را آشکار می­سازد. https://deej.kashanu.ac.ir/article_115654_8a3aa59e8341c0c94bc267dbfd8ea3e2.pdf