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Reconstruction of the solar radiation with a high spatial and temporal resolution based on weather descriptions in historical diaries during the Edo era

Research Project

Project/Area Number 20K01152
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 04010:Geography-related
Research InstitutionThe Institute of Statistical Mathematics (2023)
大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(機構本部施設等) (2020-2022)

Principal Investigator

市野 美夏  統計数理研究所, 学際統計数理研究系, 特任助教 (40376968)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三上 岳彦  東京都立大学, 都市環境科学研究科, 客員教授 (10114662)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Keywords歴史気候学 / 日記天候記録 / 日射量 / 江戸時代 / 長期気候変動 / 気候復元 / 飢饉 / 収穫量 / 気候変動 / 天候災害 / 農業収量 / 冷夏
Outline of Research at the Start

本研究は、日記に記された天候情報を利用し、17世紀から19世紀にわたる全国各地の日射量を復元し、高い時空間分解能の気候変動解析を行う研究である。
・200年を超える長期の日単位の天候情報を日射量という気象変数を用いて定量化し、空間的な時系列解析を可能とする気候復元を行う。
・復元された日射量を時空間的に解析し、日本全国規模の天候パターンの数十日から数十年の時間スケールでの変動を明らかにする。
・復元された日射量、農業に関する情報、米価等の経済情報を用いて、江戸時代における「人間社会が気候要因にどのように反応したか」について、統合的に解析する。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、日記天候記録を利用した日射量の推定方法の開発と改良、および長期の日射量の復元と解析を進めている。1720年から2022年までの東京の日射量データの作成と解析は国際誌に投稿中である。分担者の三上を中心に日記を収集し、協力者の増田と代表者の市野は1960年以前のマイクロフィルムからの気象データの整備を行った。これらのデータは「れきすけ」からも公開している。
全国18地点の1820年から1850年の日射量を推定し、経済史研究者との協働で天保飢饉における大阪堂島米価の変動を明らかにした。1836年は米価が通常の4倍となり、価格は7月から上昇し始めた。全国の日射量分布は、最も凶作になるパターンが5月から9月まで続くことを示している。歴史資料の気温情報も加え、1836年の全国的な天候状態と凶作、それによる米価の高騰を明瞭に示した。1833年や1838年の日射量低下は1836年より穏やかで、価格上昇は2倍程度であった。全国の日射量分布と米価の関係の結果は国際誌に投稿済みである。
これまで日照による日本の冷夏パターンは論じられてこなかったが、1900年代からの月別日照時間を用いた主成分分析で、全国冷夏と北冷西暑の日照パターンが得られた。日記から復元した日射量の分析でも1836年は全国冷夏パターンであった。これは現在投稿準備中である。
これらの結果は国内外の国際会議で報告され、高い評価を得ている。また、欧州を中心とした歴史や気候の研究者との国際連携も始まった。
本研究は、地域や季節に関係なく、月単位での日射量を復元し、経済指標との分析を可能にした。これは新たな学際研究の創出と高時間分解能データの重要性を示している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

本研究が開始した2020年度からコロナ禍が続き、2020年度の計画では、前半に予定していた資料調査・収集を延期し、2年目と3年目の研究計画を前倒しすることで対応した。2023年に入り、少しずつ状況は改善され、「研究実績の概要」のように、研究成果の創出、その発表、国際的な議論も回復されつつある。たとえば、日射量の復元結果については、1720年から現在までの長期変動、天保飢饉を中心に大阪堂島米価と推定された複数地点の日射量分布を議論した結果は、それぞれ論文として投稿された。さらに、当初の予定を超え、現在の日照時間の日本全国分布パターンの結果による冷夏パターンの分類、それに基づき1836年が全国冷夏パターンの可能性を示すことができた。これまでの歴史気候学よりも高い時間分解能と空間分布の復元により、歴史的な事象についても詳細に議論できることが示された。2024年度はさらにコロナ以前の状況に近づくことが予想され、研究者との交流による今後の国際的な連携が取れると期待される。
一方、2020年度および2021年度の想定よりも、コロナの影響は長引き、資料収集・整備の遅れだけでなく、研究成果の創出や学会発表、投稿論文など、研究計画全体に影響を及ぼしている。計画の順序変更と遅れ、予定外の作業の増加もあり、総合的に判断して、わずかに遅れていると結論し、1年の延長を決めた。研究にとって有益な研究者からの意見やコメントを受ける機会が戻ってきたところであり、1年の延長により、成果をより広められると期待している。

Strategy for Future Research Activity

2024年度は、これまでの成果の公表に重点を置き、論文投稿や国内外の学会発表を促進する。整備している古日記、古い観測データ、復元された日射量結果の公表準備も進める。データ提供に関しては、国際誌の出版費用が高いため、他の方法でのデータ公開を検討する。また、仙台、新潟、秋田などの情報を活用し、史料の少ない東北および日本海側を重点的に調査・収集・整備を行う。2023年度は日別値が揃わず東北の冷夏の詳細な分類に至らなかったため、2024年度も継続する。観測データおよび推定日射量の統計解析も引き続き進める。
災害資料などの二次的情報についてはクイックルックツールの開発も進めており、この公開もデータ公開と合わせて検討する。多分野連携においては、2023年度に具体的な共同研究が進展したため、2024年度は農業収量、経済変動、人口変動の研究を進め、成果を公表する。具体的には、1830年代の経済史との共同研究を1780年代や1850~60年代に拡大し、推定した日射量やその変動・分布を活用して江戸時代の飢饉を分析する。また、1830年代に注目してローカルな地域での人口変動と気候の関係を解析する。例えば、人口数や移動、欠落、死亡などの情報と夏季の日射分布の変動や作況、米価、夏季以外の天候が作物収量や価格、食糧に与える影響を議論する。解析には多変量分析や空間統計の手法も取り入れる。
気象災害の協働研究については、現在、国内外からのオファーがあり、次の研究プロジェクト体制への準備を進める。分野横断的な理解を深めるための「場」については、代表が主催する「歴史ビッグデータ研究会」「日記天候記録研究会」がその役割を担い始め、新しい研究がいくつか始まっている。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (50 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 7 results) Presentation (34 results) (of which Int'l Joint Research: 20 results,  Invited: 8 results) Book (1 results) Remarks (8 results)

  • [Journal Article] Typhoon Analysis in the Vicinity of Japan Using the Instrumental Meteorological Data Recorded in the Ship Logs of Foreign Vessels during the Late Edo Period2023

    • Author(s)
      Hisayuki KUBOTA、Togo TSUKAHARA、Junpei HIRANO、Jun MATSUMOTO、Masumi ZAIKI、Takehiko MIKAMI、Rob ALLAN、Clive WILKINSON、Sally WILKINSON、Alice DE JONG
    • Journal Title

      E-journal GEO

      Volume: 18 Issue: 2 Pages: 412-422

    • DOI

      10.4157/ejgeo.18.412

    • ISSN
      1880-8107
    • Year and Date
      2023-11-21
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Correspondence of Drought Occurrences at Multi‐Temporal Scales Between North China and Upper Hanjiang River2023

    • Author(s)
      Zhang Xiaodan、Ren Guoyu、Mikami Takehiko、Matsumoto Jun、Yang Guowei
    • Journal Title

      Journal of Geophysical Research: Atmospheres

      Volume: 128 Issue: 21 Pages: 0-0

    • DOI

      10.1029/2023jd039247

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Reconstruction and characterization of droughts and floods in the Hanjiang River Basin, China, 1426?20172023

    • Author(s)
      Zhang Xiaodan、Ren Guoyu、Bing He、Mikami Takehiko、Matsumoto Jun、Zhang Panfeng、Yang Guowei
    • Journal Title

      Climatic Change

      Volume: 176 Issue: 5 Pages: 62-62

    • DOI

      10.1007/s10584-023-03538-9

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Rekiske: Interdisciplinary platform for sharing knowledge and experience of Japanese historical documents2022

    • Author(s)
      Ichino Mika、Masuda Kooiti
    • Journal Title

      Geoscience Data Journal

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 63-72

    • DOI

      10.1002/gdj3.148

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      2022 Research-status Report 2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Analysis of early japanese meteorological data and historical weather documents to reconstruct the winter climate between the 1840s and the early 1850s2022

    • Author(s)
      Hirano Junpei、Mikami Takehiko、Zaiki Masumi
    • Journal Title

      Climate of the Past

      Volume: 18 Issue: 2 Pages: 327

    • DOI

      10.5194/cp-18-327-2022

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Tropical cyclones over the western north Pacific since the mid-nineteenth century2021

    • Author(s)
      Kubota Hisayuki、Matsumoto Jun、Zaiki Masumi、Tsukahara Togo、Mikami Takehiko、Allan Rob、Wilkinson Clive、Wilkinson Sally、Wood Kevin、Mollan Mark
    • Journal Title

      Climatic Change

      Volume: 164 Issue: 3-4 Pages: 1-19

    • DOI

      10.1007/s10584-021-02984-7

    • NAID

      120007028973

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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] れきすけ:歴史ビッグデータに関する知識と経験を共有する異分野間協働プラットフォーム2020

    • Author(s)
      市野 美夏、増田 耕一、北本 朝展
    • Journal Title

      じんもんこん2020論文集

      Volume: 2020 Pages: 31-38

    • NAID

      170000183913

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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 東北地方日本海側地域における過去約350年間の冬春季の降雪率変動。2024

    • Author(s)
      平野淳平・長谷川直子・三上岳彦
    • Organizer
      日本地理学会2024春季学術大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 日照時間の全国分布からみた東北地方の冷夏2024

    • Author(s)
      増田耕一、市野美夏
    • Organizer
      日本地理学会2024春季学術大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 出島気象観測データによる1828年「シーボルト台風」の解析2023

    • Author(s)
      三上岳彦
    • Organizer
      シーボルト来航200年記念国際シンポジウム
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Reconstruction of solar radiation in Tokyo since 1720 based on historical weather records2023

    • Author(s)
      市野美夏、増田耕一、三上岳彦
    • Organizer
      European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2023
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconstruction of Solar Radiation in Tokyo since 1720 based on Daily Weather Records in Historical Documents2023

    • Author(s)
      市野美夏、増田耕一、三上岳彦
    • Organizer
      The 2023 Annual Meeting of the European Meteorological Society
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 日記天気記録と気象要素との対応関係の客観的評価2023

    • Author(s)
      庄 建治朗、池田 由實、市野 美夏、平野 淳平、増田 耕一、北本 朝展
    • Organizer
      JpGU2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 歴史的気象記録に基づく日射量の復元 -1830年代の飢饉における気候条件と市場経済-2023

    • Author(s)
      市野美夏、増田耕一、三上岳彦、高槻泰郎
    • Organizer
      水文・水資源学会2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] The Climate of Japan in All Seasons Reconstructed from Daily Weather Descriptions in Historical Documents Since the 17th Century2023

    • Author(s)
      市野美夏
    • Organizer
      Multi-disciplinary and Inter-regional Perspectives on Environmental History-Towards Comparative Study between Europe and Japan
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Atmospheric Analysis in the 1810s by Assimilating Diary-based Weather Category2023

    • Author(s)
      Wang, X., Toride K., Ichino M. and Yoshimura K.
    • Organizer
      European Geosciences Union (EGU) General Assembly 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Impact of Gaussian transformation on cloud cover data assimilation for historical weather reconstruction2023

    • Author(s)
      Wang, X.Toride K. Ichino M. and Yoshimura K.
    • Organizer
      14th Data Assimilation workshop
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Analysis on characteristics of surface-observed and model-based cloud cover for historical weather reconstruction using data assimilation2023

    • Author(s)
      Wang, X., Ichino M.
    • Organizer
      International Symposium on Data Science 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Variations in the Distribution of Solar Radiation in Japan During the Tempo Famine Period as Reconstructed from Historical Weather Descriptions2023

    • Author(s)
      Mika ICHINO, Kooiti MASUDA, Takehiko MIKAMI, Yasuo TAKATSUKI
    • Organizer
      Annual conference of Association for Asian Studies
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconstruction of solar radiation based on historical weather records in Japan Mika ICHINO2023

    • Author(s)
      Mika ICHINO
    • Organizer
      THE INTERNATIONAL WORKSHOP ON CLIMATE, WATER, LAND, AND LIFE IN MONSOON ASIA
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 日記天候記録を用いた東京における1720年以降の日射量復元2023

    • Author(s)
      市野 美夏 , 増田 耕一, 三上 岳彦
    • Organizer
      日本地理学会2023年春季学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 北極振動と日本の冬季気温との相関にみられる数十年規模変動2023

    • Author(s)
      平野淳平, 三上岳彦
    • Organizer
      日本地理学会2023年春季学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 日記天候記録からの日射量推定の試み2023

    • Author(s)
      市野美夏
    • Organizer
      環境・災害史研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 近代の気象観測原簿データの活用をめざして2023

    • Author(s)
      増田 耕一, 北本 朝展, 市野 美夏, 庄 建治朗
    • Organizer
      歴史ビッグデータ研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] れきすけ:カード型モデルを用いた歴史資料のための異分野協働型情報共有プラットフォーム2022

    • Author(s)
      市野美夏, 増田耕一, 北本朝展
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会2022
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 近代の日記天気記録と気象観測データの照合による古天気資料の定量化2022

    • Author(s)
      庄建治朗, 池田由實, 市野美夏, 平野淳平, 増田耕一, 北本朝展
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会2022
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      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 日本の灯台気象観測記録による19世紀後半以降の冬季の気圧と気温分布に関する解析2022

    • Author(s)
      大久保優, 赤坂郁美, 平野淳平, 財城真寿美, 三上岳彦
    • Organizer
      日本地理学会2022秋季学術大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 日記天候記録と気象庁の天気概況の違いを調べた2022

    • Author(s)
      市野美夏
    • Organizer
      歴史ビッグデータ研究会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 古天気を利用した天保期の 定日射分布の変動2022

    • Author(s)
      市野美夏, 増田耕一, 三上岳彦
    • Organizer
      2022年日本地理学会春季学術大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Winter/spring Climatic Changes in Northern Japan during 1705-1860 Reconstructed from Snowfall/Precipitation Ratios and Lake-freezing Records2022

    • Author(s)
      Mikami,T., Hasegawa,N., Hirano,J. and Batten,B.
    • Organizer
      The 36th International Symposium on the Okhotsk Sea & Polar Oceans 2022
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 日記天気記録の詳細さに着目した古気候復元の精度化2021

    • Author(s)
      庄建治朗, 池田由實, 市野美夏, 平野淳平, 増田耕一, 北本朝展
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会 2021 2021年6月6日
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    • Invited
  • [Presentation] Combined Analysis of Early Instrumental Data and Historical Daily Weather Documents for Winter Climate Reconstruction in Japan2021

    • Author(s)
      Junpei Hirano, Takehiko Mikami, Masumi Zaiki
    • Organizer
      The Sixth Biennial Conference of East Asian Environmental History (EAEH 2021)
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      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Recent progress in the historical climatology of Japan2021

    • Author(s)
      Mikami, T.
    • Organizer
      PAGES CRIAS 3rd Workshop
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      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 19世紀日本の天候と市場経済の連関-歴史資料からの日射量推定と米価による解析-2020

    • Author(s)
      市野美夏、増田耕一、三上岳彦、高槻泰郎
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
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      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reconstruction of solar radiation based on historical weather records in Japan - Climatic condition and market economy in the famine of 1830s -2020

    • Author(s)
      Mika Ichino, Kooiti Masuda, Takehiko Mikami,Yasuo Takatsuki
    • Organizer
      22nd EGU General Assembly
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] れきすけ:歴史ビッグデータに関する知識と経験を共有する異分野間協働プラットフォーム2020

    • Author(s)
      市野 美夏、増田 耕一、北本 朝展
    • Organizer
      じんもんこん2020
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Long-termwinter/spring climatic changes in Northern Japan reconstructed from snowfall rates and lake-freezing records2020

    • Author(s)
      Mikami, T., Hirano, J., Hasegawa,N., and Batten, B.
    • Organizer
      AGU 2020 Fall meeting
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 弘前の冬春季・降雪率の長期変動と十三湖の結氷期間との関係2020

    • Author(s)
      三上岳彦、長谷川直子、平野淳平
    • Organizer
      日本地理学会2020秋季学術大会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 天気記述を日射量としてとりこむ大気データ同化:現代の1年の事例による性能評価2020

    • Author(s)
      増田耕一、NELUWALA Panduka、取出欣也、取出欣也、芳村圭、田中秀憲、宮崎将、野澤恵、市野美夏、大久保優、大久保優、平野淳平
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 1836-1868年の長崎における降雪日出現率年々変動と20世紀再解析データとの比較2020

    • Author(s)
      平野 淳平、三上 岳彦、財城 真寿美、市野 美夏
    • Organizer
      JpGU-AGU Joint Meeting 2020
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A unique website JCDP that aims to disseminate scientific information on historical climate data2020

    • Author(s)
      Mikami, T.
    • Organizer
      International Symposium “Global Collaboration on Data beyond Disciplines”
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    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Book] The Climate of Japan: Present and Past.2023

    • Author(s)
      Mikami, T.
    • Total Pages
      210
    • Publisher
      Springer Nature
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      2023 Research-status Report
  • [Remarks] れきすけ

    • URL

      https://rksk.ex.nii.ac.jp

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      2023 Research-status Report
  • [Remarks] JAPAN-ASIA CLIMATE DATA PROGRAM

    • URL

      https://jcdp.jp/historical-weather-database-jp/

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Remarks]

    • URL

      https://jcdp.jp/

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-12-25  

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