• Energy Research

Due to climate change, the Northwesterner Gilgit Baltistan's, Ghizer district is highly susceptible to glacial lake outburst floods (GLOFs). Nearly 24 GLOFs have occurred in this area in the last ∼200 years, demonstrating the growing recurrent nature of these incidents. Taking this into account, the assessment of risks associated with GLOFs was investigated in this study. All regional glacial lakes were identified in the first phase, and changes between 2000 and 2023 were mapped using moderate-resolution satellite images (Landsat). To map built-up and agricultural areas, Landsat's lower resolution limited its use in such complex topography. Therefore, Sentinel-2 data were used, and images from 2016 to 2023 were classified using a random forest classifier. A total of 617 glacial lakes covering ∼31.67 km2 of the area were mapped in 2023. Since 2000, ∼88 glacial lakes have appeared, showing an increasing trend in the number of lakes. In the second phase, categorization and susceptibility to GLOFs were assessed using multicriteria decision analysis. The grass GIS tool, r.avaflow, was used to generate GLOFs simulations based on friction, density, release area, travel time, and two travel time scenarios, i.e., 1800 and 3600 s, for four high-weighted glacial lakes. Results showed that the glacial lake near Darkut village, Yaseen Valley, poses a significant threat to downstream communities. In contrast, two other lakes in Gupis Valley will have a moderate effect on the infrastructure and agriculture. The glacial lake of Punyal Valley poses no significant threat.

This paper investigates the impact of tube wells on the discharge and water table of the Quetta Valley aquifer and conducts a financial analysis of the solar photovoltaic water pumping system (SPVWP) in comparison with a typical pumping system for the Water and Sanitation Agency of Quetta’s (WASA) tube wells. Quetta Valley is dependent on groundwater as surface resources are on decline and unpredictable. The population of this city has exponentially increased from 0.26 million in 1975 to 2.2 million in 2017 which has put a lot of pressure on the groundwater aquifer by installing more than 500 large capacity tube wells by WASA and Public Health Engineering (PHE) departments in addition to thousands of low-capacity private tube wells. The unprecedented running of these wells has resulted in drying of the historical Karez system, agricultural activities, and the sharp increase in power tariffs. There are 423 tube wells in operation installed by WASA in addition to PHE, Irrigation and Military Engineering Services (MES), which covers 60% of the city’s water demand. The results will be beneficial for organizations and positively impact the operation of these wells to meet public water demand. For the two zones, i.e., Zarghoon and Chiltan in Quetta Valley, recommendations are given for improved water management.

Trackers installed in vehicles gives insights into many useful information and predict future mobility patterns and other aspects related to vehicles movement which can be used for smart and sustainable cities planning. A novel approach is used with the COPERT model to estimate fuel consumption on a huge dataset collected over a period of one year. Since the data size is enormous, Apache Spark, a big data analytical framework is used for performance gains while estimating vehicle fuel consumption with the lowest latency possible. The research presents peak and off-peak hours fuel consumption’s in three major cities, i.e., Karachi, Lahore and Islamabad. The results can assist smart city professionals to plan alternative trip routes, avoid traffic congestion in order to save fuel and time, and protect against urban pollution for effective smart city planning. The research will be a step towards Industry 5.0 by combining sustainable disruptive technologies.

Les impacts du changement climatique devraient devenir plus intenses et plus fréquents. L'un des impacts indirects du changement climatique est l'insécurité alimentaire. L'agriculture au Pakistan, classée quatrième au monde, subit déjà les effets néfastes visibles du changement climatique. Parmi de nombreuses autres sources de nourriture, la culture de la pomme de terre reste l'une des cultures de sécurité alimentaire des pays en développement. Les pommes de terre sont largement cultivées au Pakistan. Pour évaluer l'impact du changement climatique sur les cultures de pommes de terre au Pakistan, il est impératif d'analyser sa répartition dans le cadre de futurs scénarios de changement climatique à l'aide de modèles de répartition des espèces (SDM). Le modèle d'entropie maximale est utilisé dans cette étude pour prédire la distribution spatiale de la pomme de terre en 2070 à l'aide de deux modèles CMIP5 pour deux scénarios de changement climatique (RCP 4.5 et RCP 8.5). 19 Les variables bioclimatiques sont incorporées avec d'autres variables contributives telles que le type de sol, l'altitude et l'irrigation. Les résultats indiquent une légère diminution de la zone appropriée pour la croissance de la pomme de terre dans le RCP 4.5 et une diminution drastique de la zone appropriée dans le RCP 8.5 pour les deux modèles. L'évaluation des performances du modèle est basée sur l'AUC. La valeur de l'ASC de 0,85 suggère l'adéquation du modèle et, par conséquent, il est applicable pour prédire le climat approprié pour la production de pommes de terre au Pakistan. La culture durable de la pomme de terre est nécessaire pour augmenter la productivité dans les pays en développement tout en favorisant une meilleure gestion et optimisation des ressources. Se prevé que los impactos del cambio climático sean más intensos y frecuentes. Uno de los impactos indirectos del cambio climático es la inseguridad alimentaria. La agricultura en Pakistán, que ocupa el cuarto lugar en el mundo, ya está experimentando efectos adversos visibles del cambio climático. Entre muchas otras fuentes de alimentos, el cultivo de papa sigue siendo uno de los cultivos de seguridad alimentaria para las naciones en desarrollo. Las papas se cultivan ampliamente en Pakistán. Para evaluar el impacto del cambio climático en el cultivo de papa en Pakistán, es imperativo analizar su distribución en escenarios futuros de cambio climático utilizando Modelos de Distribución de Especies (SDM). El modelo de entropía máxima se utiliza en este estudio para predecir la distribución espacial de la papa en 2070 utilizando dos modelos CMIP5 para dos escenarios de cambio climático (RCP 4.5 y RCP 8.5). 19 Se incorporan variables bioclimáticas junto con otras variables contribuyentes como tipo de suelo, elevación y riego. Los resultados indican una ligera disminución en el área adecuada para el crecimiento de la papa en RCP 4.5 y una disminución drástica en el área adecuada en RCP 8.5 para ambos modelos. La evaluación del rendimiento del modelo se basa en el AUC. El valor de AUC de 0,85 sugiere la idoneidad del modelo y, por lo tanto, es aplicable para predecir el clima adecuado para la producción de papa en Pakistán. El cultivo sostenible de la papa es necesario para aumentar la productividad en los países en desarrollo y, al mismo tiempo, promover una mejor gestión y optimización de los recursos. The impacts of climate change are projected to become more intense and frequent. One of the indirect impacts of climate change is food insecurity. Agriculture in Pakistan, measured fourth best in the world, is already experiencing visible adverse impacts of climate change. Among many other food sources, potato crop remains one of the food security crops for developing nations. Potatoes are widely cultivated in Pakistan. To assess the impact of climate change on potato crop in Pakistan, it is imperative to analyze its distribution under future climate change scenarios using Species Distribution Models (SDMs). Maximum Entropy Model is used in this study to predict the spatial distribution of Potato in 2070 using two CMIP5 models for two climate change scenarios (RCP 4.5 and RCP 8.5). 19 Bioclimatic variables are incorporated along with other contributing variables like soil type, elevation and irrigation. The results indicate slight decrease in the suitable area for potato growth in RCP 4.5 and drastic decrease in suitable area in RCP 8.5 for both models. The performance evaluation of the model is based on AUC. AUC value of 0.85 suggests the fitness of the model and thus, it is applicable to predict the suitable climate for potato production in Pakistan. Sustainable potato cultivation is needed to increase productivity in developing countries while promoting better resource management and optimization. من المتوقع أن تصبح آثار تغير المناخ أكثر كثافة وتكرارًا. أحد الآثار غير المباشرة لتغير المناخ هو انعدام الأمن الغذائي. الزراعة في باكستان، التي تقاس بأنها رابع أفضل زراعة في العالم، تعاني بالفعل من آثار ضارة واضحة لتغير المناخ. من بين العديد من المصادر الغذائية الأخرى، لا يزال محصول البطاطس أحد محاصيل الأمن الغذائي للدول النامية. تزرع البطاطس على نطاق واسع في باكستان. لتقييم تأثير تغير المناخ على محصول البطاطس في باكستان، من الضروري تحليل توزيعه في ظل سيناريوهات تغير المناخ المستقبلية باستخدام نماذج توزيع الأنواع (SDMs). يستخدم نموذج الانتروبي الأقصى في هذه الدراسة للتنبؤ بالتوزيع المكاني للبطاطس في عام 2070 باستخدام نموذجين CMIP5 لسيناريوهين لتغير المناخ (RCP 4.5 و RCP 8.5). 19 يتم دمج المتغيرات المناخية الحيوية جنبًا إلى جنب مع المتغيرات المساهمة الأخرى مثل نوع التربة والارتفاع والري. تشير النتائج إلى انخفاض طفيف في المساحة المناسبة لنمو البطاطس في RCP 4.5 وانخفاض حاد في المساحة المناسبة في RCP 8.5 لكلا النموذجين. يعتمد تقييم أداء النموذج على الجامعة الأمريكية بالقاهرة. تشير قيمة المساحة تحت المنحنى البالغة 0.85 إلى ملاءمة النموذج، وبالتالي، فهي قابلة للتطبيق للتنبؤ بالمناخ المناسب لإنتاج البطاطس في باكستان. هناك حاجة إلى زراعة البطاطس المستدامة لزيادة الإنتاجية في البلدان النامية مع تعزيز إدارة الموارد وتحسينها.