Las partículas finas (PM) representan una gran amenaza para la salud pública y el medio ambiente debido a su capacidad para ingresar a los pasajes respiratorios profundos y degradar la calidad del aire urbano. En el Reino de Arabia Saudita (KSA), ciudades como Riad, Dammam y Yeda muestran un nivel elevado de PM debido al rápido crecimiento urbano, la densa actividad del tráfico y las amplias operaciones industriales. Este estudio propone un marco híbrido de Descomposición de Modo Variacional-Unidad Recurrente Bidireccional (VMD-BiGRU) para pronósticos de PM a múltiples horizontes basado en datos diarios desde enero de 2022 hasta septiembre de 2024. La serie diaria de PM se dividió a través de VMD en Funciones de Modo Intrínseco (IMFs) que representan patrones temporales a múltiples escalas. Se realizó un pronóstico a siete días y se comparó el rendimiento del modelo con VMD-GRU, VMD-LSTM y VMD-TCN. Para Riad, los valores de RMSE para t + 1, t + 2 y t + 3 fueron 9.25, 12.26 y 16.05 ug/m, con R por encima de 0.90 hasta el tercer día. Para Dammam, los valores de RMSE para los mismos horizontes fueron 4.46, 7.24 y 11.34 ug/m, y R se mantuvo por encima de 0.90 hasta el cuarto día. Para Yeda, los valores correspondientes fueron 3.97, 6.09 y 9.36 ug/m, y R se mantuvo por encima de 0.90 hasta el cuarto día. El modelo híbrido VMD-BiGRU logró una mayor precisión para horizontes cortos (t + 1 a t + 3). El estudio establece una base que ayuda a la predicción a corto plazo de PM y mejora la evaluación de la calidad del aire en los principales centros urbanos de KSA.