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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 天气系统和天气过程,本章内容,天气系统,天气过程,天气过程:,各种天气系统相互配合,随着时间和空间的变化过程。,天气:,一地,短时间内,的大气状况及其变化的总称。,一地短时间内各种气象要素综合表现出的大气物理状态。,天气系统:,具有一定的结构特征,并能产生一定天气的大气运动系统。,第一节 天气系统,气团,锋,气旋,反气旋,高空槽脊,切变线、低涡、低空急流,天气系统尺度的划分:,尺度的概念,尺度是表征一个系统在空间上的大小,或在时间上持续的长短。,天气尺度的划分,从水平尺度及持续时间来划分。,水平尺度(km),时间尺度,大尺度,400,几日几十日,中尺度,440,几小时几十小时,小尺度,0.044,几分钟几小时,微尺度,0.04,几十秒十几分钟,中,纬,度,低,纬,度,长波,温带气旋,反气旋,云团,热带气旋,锋面,飑线,背风波,中尺度对流群,积雨云,龙卷,对流单体,边界层涡动,边界层涡动,一、气团,定义,大范围的空气团,在其内部气象要素的水平分布比较均匀,垂直分布基本一致,在其控制的区域内,天气气候特征也大致相同。,气团的概念,尺度,水平尺度几十千米,垂直尺度几至几十千米,气团的形成和变性,形成的条件,大范围性质均匀的下垫面;,适合的环流条件(反气旋)。,气团的变性,变性气团,气团内部多晴好天气,冷暖气团交界处多阴雨天气,气团的分类,分类标准,地理分类、热力分类,地理分类(,气团源地的地理位置和下垫面性质),气团,北极气团(冰洋气团):,65N以北的极地地区,极地气团,热带气团,赤道气团(赤道海洋气团):,赤道地区,极地大陆气团:,西伯利亚和蒙古、加拿大和阿拉斯加,极地海洋气团:,北太平洋、北大西洋的中纬度海洋上,热带大陆气团:,北非、西南亚的副热带沙漠地区,热带海洋气团:,副热带高压控制的海洋上,热力分类(,气团的相对温度),气团,冷气团,北极气团、极地气团,暖气团,热带气团、赤道气团,我国境内的气团,冬季,西伯利亚气团,(绝大部分地区),热带太平洋气团,(东南沿海),南海气团,(云南),西伯利亚气团,热带太平洋气团,南海气团,热带太平洋气团,(东部地区)、,热带大陆气团,(西部地区)、,赤道气团,(长江以南地区)、,西伯利亚气团,(长城以北、大西北)、,极地太平洋气团,(东北地区),夏季,西伯利亚气团,热带太平洋气团,极地太平洋气团,赤道气团,热带大陆气团,二、锋,锋的概念,锋区(锋面),冷、暖气团之间的过渡区域。,700hPa,地面,冷气团,暖气团,锋面天气,锋面附近的云、雨、风等天气,成为锋面天气。,锋面两侧的气象要素和天气状况,气象要素有明显差异,天气变化十分剧烈。,锋的分类,锋的伸展高度,地面锋,对流锋,高空锋,北极气团,气团源地,冰洋锋(北极锋),极锋,热带锋(副热带锋),极地气团,热带气团,赤道气团,锋的移动方向,冷锋,暖锋,准静止锋,锢囚锋,冷,暖,冷,暖,冷,暖,冷,冷,暖,冷锋,暖锋,准静止锋,锢囚锋,冷锋,冷锋过境后的天气,降温和偏北大风,副冷锋的概念,冷气团在移动过程中,由于变性的程度不同,或有冷空气补充南下时,在冷锋(主锋)的后面,即同一冷气团内又可形成一条新的冷锋,称之为,副冷锋,。,冷锋分类,根据移动速度和天气特征划分:,第一型冷锋,(缓行冷锋),第二型冷锋,(急行冷锋),第一型冷锋(缓行冷锋),第一型冷锋(缓行冷锋),冷,暖,雨层云,高层云,卷层云,卷云,锋后连续性降水,,雨区宽150200km,不稳定时,出现积雨云,形成阵性降水,第二型冷锋(急行冷锋),夏半年,积雨云,阵性降水,冬半年,层状云(卷云、,卷层云、高层云、,雨层云),连续性降水,第二型冷锋(急行冷锋),冷,暖,锋前降水,,雨区宽几十km,干冷锋:,无云、无降水,大风(风沙),暖锋,暖锋过境后的天气,升温,暖 锋,冷,暖,雨层云,高层云,卷层云,卷云,锋前连续性降水,雨区宽300400km,不稳定时,出现积雨云,,形成阵性降水,华北静止锋、江淮静止锋、华南静止锋、南海静止锋,冷,暖,雨层云,高层云,卷层云,卷云,北侧,:偏北、东北风;,南侧,:偏南风,静止锋,北侧连续性降水,(,连阴雨天气,),雨区宽600km,不稳定时,出现积雨云,形成阵性降水,准静止锋(静止锋),天山静止锋、昆明静止锋,冷,暖,无云、无降水,层积云、雨层云,少量降水,地形静止锋,昆 明 静 止 锋,云层加厚,降水加强,降水区扩大,冷,冷,暖,东北地区,华北地区,锢囚锋,三、气旋,气旋的概念,定义,气旋是指在同一高度上中心气压比周围低、占有三度空间的大尺度涡旋。,低压(,气压场,),中心气压比周围低,气旋(,流场,) 气流逆时针旋转(北半球),气流顺时针旋转(南半球),表示,水平尺度:以最外围的一条闭合的等压线的直径,长度来表示。,强 度:以中心气压值表示。,气旋的发展,(加深),气旋的减弱,(填塞),天气:多阴雨天气,气旋的分类,地理区域,温带气旋,中高纬地区,热带气旋,热带海洋,锋面气旋,地方性气旋,锋前热低压,地形低压,热低压,热力结构,锋面气旋,无锋气旋,热带气旋,地方性气旋,温带气旋,(锋面气旋),结构,活动在中高纬地区的气旋,多为锋面气旋。,锋面气旋是一个呈逆时针方向旋转的涡旋,自中心向前方伸展出一条暖锋,向后方伸展出一条冷锋,冷、暖锋以南为暖空气,以北为冷空气。,锋面气旋天气模式,锋面气旋在对流层的中下层主要是辐合上升的气流,产生云和降水天气。,天气,云:近中心宽、远中心窄,降水:近中心对流云,阵性降水;远中心降水区较宽。,如果,暖空气为热带大陆气团,,锋面上,无降水,或出现一些,薄云,;,如果,暖空气为热带海洋气团,,当空气,层结稳定,时,锋面上出现一些,层云和雾,;当空气,层结不稳定,时,易有,对流性天气发展,。,风:,暖区一侧偏南大风,冷区一侧西北大风,在干燥季节,,伴随大风会出现风沙。,东亚气旋,北方气旋,4555 N,南方气旋,2535 N,蒙古气旋,东北气旋,黄河气旋,黄海气旋,江淮气旋,东海气旋,东亚气旋沿着对流层500hPa或700hPa气流的方向移动,并最终移向阿留申群岛及其以东的北太平洋海域。,四、反气旋,反气旋的概念,定义,反气旋是指在同一高度上中心气压比周围高、占有三度空间的大尺度涡旋。,高压(,气压场,),中心气压比周围高,反气旋(,流场,) 气流顺时针旋转(北半球),气流逆时针旋转(南半球),表示,水平尺度:以最外围的一条闭合的等压线的直径,长度来表示。,强 度:以中心气压值表示。,反气旋的发展,(加强),反气旋的减弱,天气:多晴朗天气,反气旋的分类,地理区域,极地反气旋(极地高压),极地,温带反气旋(冷高压),中高纬地区,副热带反气旋,副热带,副热带高压(副高),对流层中下层海洋上,大陆高压(高原高压),对流层上层大陆高原上,热力结构,冷性反气旋(冷性高压),温带反气旋,暖性反气旋(暖性高压),副热带反气旋,温带反气旋,(冷高压),活动在中高纬地区的反气旋。格陵兰、加拿大、西伯利亚和蒙古。,分类,准静止型冷高压,源地(西伯利亚和蒙古地区),移动型冷高压,东移南下,入侵我国,天气状况,通常是,晴朗的天气,,,风力不大,。有时在,夜间或清晨会出现辐射雾,,日出后逐渐消散。当有逆温层存在且水汽较多时,逆温层下常出现,层云、层积云,产生毛毛雨和雾,等天气现象,,能见度较坏,。,外围往往有锋面存在,,尤其是在移动性冷高压的外围,其前部(东部或东南部)具有冷锋天气特征,后部(西部)具有暖锋天气特征。,副热带反气旋,(副热带高压),出现在副热带地区的暖性反气旋。,分类,副热带高压(副高),对流层中下层,海洋上,大陆高压(高原高压),对流层上层,大陆高原上,太平洋副热带高压,(北太平洋副高、夏威夷高压),大西洋副热带高压,(北大西洋副高、亚速尔高压),南亚高压,(青藏高压、亚洲季风高压),墨西哥高压,太平洋副热带高压,西太平洋副热带高压(副高),冬夏 位置北移西伸,强度增强,夏冬 位置南辙东退,强度减弱,冬季在南海形成独立的,南海高压,范围:,500hPa,等压面,588,位势什米线,位置:,500hPa,等压面,120E,副高脊线,G,120E,副高脊线,西南风,东南风,500hPa等压面,纬度,副高的天气,G,G,副高脊线,120E,中国雨带,610纬距,西、北侧:多锋面阴雨天气,南侧:通常为晴好天气,台风,恶劣天气,东侧:干旱天气,副高的移动与中国雨带,时间,副高脊线,中国雨带,冬季,15N,华南沿海,春季,1520N,华南前汛期,第一次北跳,初夏,2025N,江淮梅雨,第二次北跳,盛夏,2530N,华北、东北雨季,秋季,南辙,南辙,南亚高压,定义,南亚高压是,夏季,出现在青藏高原及邻近地区上空的对流层上部的大型高压系统,又称青藏高压或亚洲季风高压。,移动与中国降水的关系,当南亚高压的中心偏东时,,西太平洋副热带高压常西伸北跳,控制我国长江中下游地区,,长江流域少雨,西北、东北一带多雨;,当南亚高压的中心偏西时,,西太平洋副热带高压往往偏东偏南,雨带处在长江流域,,江淮地区多雨,。,五、高空天气系统,西风带槽脊,中高纬度地区高空盛行着波状的西风带气流,西风带槽脊可以看成是叠加在西风气流上的波动,波谷对应着高空低压槽(高空槽),波峰对应着高空高压脊(高空脊),高空槽脊一般相伴出现。,超长波(13个),长波(47个),短波(8个),槽线,槽线,脊线,脊线,极涡,D,副高,G,槽前脊后,上升运动,阴雨天气,槽后脊前,下沉运动,晴朗天气,活动与中国的高空槽:西北槽、青藏槽、印缅槽,阻塞高压和切断低压,阻塞高压,在高空槽脊的发展演变过程中,当,脊,不断,北,伸,向北加强时,其,南部,与,暖空气的联系会被冷空气切断,,在脊的北边出现闭合的高压环流,形成,暖高压中心,,称为,阻塞高压,。通常把阻塞高压出现后的大范围环流形势称为,阻塞形势。,切断低压,在高空槽脊的发展演变过程中,当,槽,不断向,南,加深时,其,北部,与,冷空气的联系会被暖空气切断,,在槽的南边形成闭合的低压环流,形成,冷低压中心,,称为,切断低压,。,阻塞高压和切断低压,切变线、低涡和低空急流,切变线,低空(850、700hPa)风向发生气旋性切变(逆时针偏转)的不连续线。,冷式切变线,暖式切变线,准静止式切变线,切变线附近,气流辐合上升,多阴雨天气。,华北切变线、江淮切变线、华南切变线,低涡,低空或高空闭合的低压环流。,低涡,低空低涡,低空,西南涡、西北涡、高原涡,高空冷涡,低空高空,东北冷涡、华北冷涡,西南涡,形成于四川西部,气流辐合上升,阴雨天气,东移时,发展,降水加强,2008年7月22日,恩施市民在水中艰难行进。7月21日至22日,,受西南低涡东移影响,,湖北恩施发生大范围的较强降水天气,恩施市已有8个乡镇、7.5万人受灾,紧急转移受灾群众1.3万人。目前强降雨还在持续中,恩施市城区清江水位已超过警戒线。,低空急流,急流,低空急流,对流层下部,强而窄的气流带,最大风速,12ms,高空急流(急流),对流层上部,强而窄的气流带,最大风速,30ms,西南低空急流:850、700hPa上的西南风极大风速带。,输送水汽,第二节 天气过程,寒潮天气过程,大型降水天气过程,台风天气过程,对流性天气过程,寒潮天气过程:一种大规模的强冷空气的活动过程。,寒潮天气:剧烈的降温和大风;,有时伴有雨、雪、雨凇、霜冻、风沙、雷暴,(春秋的江南地区),寒潮大风:西北大风(东北、内蒙古),偏北大风(华北、黄淮),东北大风(长江以南),一、寒潮天气过程,概念,冷空气强度的划分,一般冷空气,冷,空,气,寒潮:,一次冷空气活动,,使长江中下游及,以北地区48小时内降温10,,冬季长江中下游地区(春秋季江淮地区)T,m,4。,陆地有相当于三个行政大区出现57级偏北大风,,沿海有三个海区出现7级大风。,强寒潮:,一次冷空气活动,,使长江中下游及,以北地区48小时内降温14,,冬季长江中下游地区(春秋季江淮地区)T,m,4。,陆地有相当于34个行政大区出现57级偏北大风,,沿海所有海区出现7级大风。,强冷空气:,一次冷空气活动,,使淮河以北,地区48小时内降温8,,冬季江淮地区(春秋季黄淮地区)T,m,4。,陆地有相当于两个行政大区出现57级偏北大风,,沿海有两个海区出现68级大风。,冷空气强度,过程降温,温度负距平绝对值,一般冷空气,57,3,强冷空气,89,4,寒潮,10,5,单站冷空气强度等级标准,过程降温:冷空气影响过程中,日平均气温的最高值与,最低值之差。,温度负距平:冷空气影响过程中,最低日平均气温与该,日所在旬的多年旬平均气温之差。,寒潮出现的时间,最早:9月下旬,最晚:5月,最多:,春季34月,秋季1011月,尤其是春季34月,持续时间:34天,长的可达89天,冷空气的源地和路径,冰岛以南,的大西洋上,新地岛以西,的北冰洋上,新地岛以东,的北冰洋上,关键区,中西伯利亚,7090E,4365N,关键区,西北路,(中路),东路,西路,我国各地的雨季,华南沿海,4月10月中旬,长江流域,6月上旬9月初,华北、东北,7月中旬8月底,云贵高原,5月下旬10月下旬,青藏高原北部,6月中旬10月下旬,新疆,全年分配较均匀,二、大型降水天气过程,概念,范围广大的降水(连续性或阵性的大范围雨雪及夏季暴雨)。,3月下旬5月上旬,江南地区,江南春雨期,5月中旬6月上旬(25天),华南地区,华南前汛期,6月中旬7月上旬(20天),江淮地区,江淮梅雨,7月中旬8月下旬(40天),华北、东北地区,华北、东北雨季,华南地区,华南后汛期,9月中旬10月上旬,淮河流域,淮河秋雨期,我国雨带,每年初夏,我国湖北宜昌以东,2834N之间的江淮流域长时间的连阴雨天气。,宜昌,沪、苏、皖,赣、湘、鄂,江淮梅雨,定义,梅雨(典型梅雨),6月中旬7月上旬,入梅,(梅雨开始):6月615日,出梅,(梅雨结束):7月610日,持续时间:2024天,丰梅:,持续时间很长,降水量很大的梅雨,枯梅(少梅):,持续时间短,降水量小的梅雨,空梅:,个别年份,梅雨不明显, 对流层上层,(100、200hPa等压面),G,南亚高压(青藏高压),梅雨天气形势, 对流层中层,(500hPa等压面),高纬度地区:,阻塞形势(阻塞高压),中纬度地区:,较平直的西风气流,浅槽东移,副热带地区:,带状副高,脊线:日本南部华南,乌拉尔山,阻塞高压,鄂霍茨克海阻塞高压,120E,副高脊线,稳定的,低压槽, 低空,(700、850hPa等压面),D,西南低空急流,西南涡,江淮切变线, 地面,D,江淮静止锋,(梅雨锋),江淮气旋,西伯利亚气团,(蒙古高压),热带太平洋气团,(副高),极,地,太,平,洋,气,团,华南前汛期:每年46月,华南前汛期盛期:5月中旬6月上旬,雨量高值带:武夷山南岭南麓,华南沿海,锋前暖区暴雨,夜雨显著,华南前汛期,华北、东北雨季:7月中旬8月下旬,特征:,降水强度大,持续时间短,降水局地性强,年际变化大,降水时段集中,暴雨与地形关系密切,华北、,东北,雨季,台风(中国及东亚地区),飓风(美国及大西洋地区),热带风暴(印度洋地区),三、台风天气过程,台风:形成在热带海洋上,具有暖中心结构的强烈发展的,热带气旋。,标准:,近中心地面最大风力,热带气旋的分类,热带气旋等级,底层中心附近最大平均风速/(m/s),底层中心附近最大风力/级,热带低压(TD),10.817.1,67,热带风暴(TS),17.224.4,89,强热带风暴(STS),24.532.6,1011,台风(TY),32.741.4,1213,强台风(STY),41.550.9,1415,超强台风(SuperTY),51.0,16或以上,TC: 热带气旋,(tropical cyclone),TD :热带低压,(tropical depression),TS :热带风暴,(tropical storm),STS:强热带风暴,(severe tropical storm),TY: 台风(typhoon),STY: 强台风,(severe typhoon),SuperTY :超强台风(super typhoon),0008号台风(杰拉华台风)、0108号台风(桃芝台风),台风的编号和命名,150E以西、赤道以北的西北太平洋上的台风(8级),台风的强度:近中心地面最大风力,8级,中心海平面最低气压,960hPa,水平范围:海平面气压场中最外围的闭合等压线,直径6001000km,垂直范围:,整个对流层及平流层下层,英文名,中文,英文名,中文,英文名,中文,英文名,中文,英文名,中文,名字来源,Damrey,达维,Kong-rey,康妮,Nakri,娜基莉,Krovanh,科罗旺,Sarika,莎莉嘉,柬埔寨,Haikui,海葵,Yutu,玉兔,Fengshen,风神,Dujuan,杜鹃,Haima,海马,中国,Kirogi,鸿雁,Toraji,桃芝,Kalmaegi,海鸥,Mujigea,彩虹,Meari,米雷,朝鲜,Kai-tak,启德,Man-yi,万宜,Fung-wong,凤凰,Choi-wan,彩云,Ma-on,马鞍,中国香港,Tembin,天秤,Usagi,天兔,Kammuri,北冕,Koppu,巨爵,Tokage,蝎虎,日本,Bolaven,布拉万,Pabuk,帕布,Phanfone,巴蓬,Ketsana,凯萨娜,Nock-ten,洛坦,老挝,Sanba,三巴,Wutip,蝴蝶,Vongfong,黄蜂,Parma,芭玛,Muifa,梅花,中国澳门,Jelawat,杰拉华,Sepat,圣帕,Nuri,鹦鹉,Melor,茉莉,Merbok,苗柏,马来西亚,Ewiniar,艾云尼,Fitow,菲特,Sinlaku,森拉克,Nepartak,尼伯特,Nanmadol,南玛都,密克罗尼西亚,Maliksi,马力斯,Danas,丹娜丝,Hagupit,黑格比,Lupit,卢碧,Talas,塔拉斯,菲律宾,Kaemi,格美,Nari,百合,Changmi,蔷薇,Mirinae,银河,Noru,奥鹿,韩国,Prapiroon,派比安,Wipha,韦帕,Mekkhala,米克拉,Nida,妮妲,Kulap,玫瑰,泰国,Maria,玛莉亚,Francisco,范斯高,Higos,海高斯,Omais,奥麦斯,Roke,洛克,美国,Son Tinh,山神,Lekima,利奇马,Bavi,巴威,Conson,康森,Sonca,桑卡,越南,Bopha,宝霞,Krosa,罗莎,Maysak,美莎克,Chanthu,灿都,Nesat,纳沙,柬埔寨,Wukong,悟空,Haiyan,海燕,Haishen,海神,Dianmu,电母,Haitang,海棠,中国,Sonamu,清松,Podul,杨柳,Noul,红霞,Mindulle,蒲公英,Nalgae,尼格,朝鲜,Shanshan,珊珊,Lingling,玲玲,Dolphin,白海豚,Lionrock,狮子山,Banyan,榕树,中国香港,Yagi,摩羯,Kajiki,剑鱼,Kujira,鲸鱼,Kompasu,圆规,Washi,天鹰,日本,Leepi,丽琵,Faxai,法茜,Chan-hom,灿鸿,Namtheun,南川,Pakhar,帕卡,老挝,Bebinca,贝碧嘉,Peipah,琵琶,Linfa,莲花,Malou,玛瑙,Sanvu,珊瑚,中国澳门,台风命名一览表,台风源地,西北太平洋,东北太平洋,西北大西洋,孟加拉湾,阿拉伯海,西南太平洋,西南印度洋,东南印度洋,西北太平洋台风源地,菲律宾以东,关岛附近,南海中部,台风源地和台风季节,710月,以89月为最多,台风季节(,西北太平洋台风,):,登陆我国的台风:511月,主要集中在79月,5月、11月,登陆海南、广东,6月、10月,登陆海南、广东、台湾、,福建、浙江,79月,登陆海南辽宁,台风形成条件,初始扰动,暖性洋面:,海水温度26.5,地转偏向力作用:,距赤道5个纬距以上,对流层风垂直切变小,台风生命史,形成期,发展期,成熟期,衰亡期,台风的形成和生命史, 气压场,台风的结构和天气,台风中心气压很低,中心气压960hPa,气压梯度很大,等压线密集。台风外围的气压变化较平缓,气压水平梯度较小。台风经过时,当地气压随时间的变化曲线呈漏斗状,台风移近时气压急剧下降,台风中心过后,气压又迅速回升。, 温度场,暖中心结构, 水平流场,台风眼区(内圈),云淡,风轻,台风涡旋区(中圈),云墙,,狂风,暴雨,外围大风区(外圈),大风,降水, 垂直流场,18km,8km,0km, 台风云系,(螺旋状云系),成熟台风的云系分布图, 台风降水,台风天气:狂风、暴雨、风暴潮,台风降水的来源:,云墙降水,螺旋云带降水,台风与其他天气系统相互作用产生的降水,与台风相联系的热带云团的降水,台风降水:300400mm,阵性降水,台风的移动主要受大型环境流场(,副高、西风带高空槽,)的引导,西北路径,西移路径,转向路径,(陆上转向、海上转向),台风路径,雷暴,一般雷暴:,阵雨,强雷暴:,暴雨、大风、冰雹、龙卷,四、对流性天气过程,概念,雷暴:旺盛发展的积雨云中发生的雷电交作的激烈放电现象。,天气:阵雨、大风、冰雹、龙卷等,分类,对流性天气:,雷暴,所产生的天气现象。,强对流性天气:,强雷暴,所产生的天气现象。,雷 暴 云,云塔,云砧,下,击,暴,流,斜,升,气,流,雷暴高压,分类,雷暴单体,雷暴群,(雷暴带),一般雷暴,天气现象,雷电,阵雨,阵风,气压涌升,气温下降,湿度上升,气象要素的变化,雹暴:以严重降雹为主的强雷暴,飑暴:以强烈阵风为主的强雷暴,分类,超级单体风暴:,具有单一的特大垂直环流的巨大强风暴云。,飑线,有许多雷暴单体(其中包括若干超级单体风暴)侧向排列而形成的强对流云带。,多单体风暴,有许多较小的雷暴单体组成的具有一个统一的垂直环流的风暴。,强雷暴,风向突变、风速猛增、气压涌升、气温急降、湿度骤升,强雷暴天气, 飑,飑:,随着雷暴云的来临而突然出现的强烈阵风,与飑相伴的气象要素:,明暗相间的层状结构,冰雹:直径5mm,小冰雹:直径25mm, 冰雹,龙卷:,雷暴云云底伸展出的漏斗云,龙卷风:,龙卷伸展到地面形成的强烈旋风,中心地面气压400hPa,中心附近气压梯度2hPam,中心附近风速100200ms,上升气流50ms, 龙卷,强龙卷内气象要素:,龙卷的旋转方向:,气旋式、反气旋式,陆 龙 卷,海 龙 卷,
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