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2021 年度 実績報告書

中緯度域の気候変動と将来予測の不確実性

計画研究

研究領域変わりゆく気候系における中緯度大気海洋相互作用hotspot
研究課題/領域番号 19H05704
研究機関北海道大学

研究代表者

見延 庄士郎  北海道大学, 理学研究院, 教授 (70219707)

研究分担者 増永 浩彦  名古屋大学, 宇宙地球環境研究所, 准教授 (00444422)
杉本 周作  東北大学, 理学研究科, 准教授 (50547320)
佐々木 克徳  北海道大学, 理学研究院, 准教授 (50604815)
時長 宏樹  九州大学, 応用力学研究所, 教授 (80421890)
釜江 陽一  筑波大学, 生命環境系, 助教 (80714162)
山本 絢子  東京海洋大学, 学術研究院, 助教 (20811003)
研究期間 (年度) 2019-06-28 – 2024-03-31
キーワード大気海洋相互作用 / 地球温暖化 / 中緯度 / CMIP6 / HighResMIP / d4PDF / 衛星データ
研究実績の概要

黒潮大蛇行に伴う冬季の大気への影響を調べるために,領域大気モデルWRFを用いて2001から2010年までの数値実験を行った。その結果,黒潮大蛇行に伴う海面水温偏差の影響に対する対流圏下層風の応答は黒潮直上だけではなく,関東地方東岸まで続いていることが明らかになった。高解像度大気大循環モデルによって実施された地球温暖化予測実験の結果を解析し,中緯度における組織的な水蒸気輸送による極端降水の発生メカニズムを調査した。さらに,極端降水の強度・頻度の地球温暖化時の変化を評価した。台風の最近数十年の変化が,どういう原因によって生じているかの明らかにするために,HighResMIPの複数モデル実験を組み合わせた解析を実行した。前年度から継続している太平洋十年規模振動に伴う大気海洋相互作用について,国際ワークショップや国内学会にて発表を行った。さらに,CMIP6/HighResMIP 高解像度大気海洋結合モデル実験結果とd4PDFのラージアンサンブル実験を解析して,太平洋海面水温変動と台風活動の関係性に関する研究を開始した。
世界の亜熱帯域のなかでも卓越して発達する日本南東沖冬季混合層深度について,過去60年にわたる観測資料解析を収集・整備して解析を行った結果,6%の浅化を見出し,その要因が海洋温暖化を反映した晩秋の表層成層強化にあることを数値実験から明らかにした。そして,CMIP6解析の結果,温暖化の進行が著しい場合,今世紀末には最大で40%も冬季混合層が浅くなることを明らかにした。東太平洋の熱帯収束帯(ITCZ)における雲対流活動がしばしばITCZの中心より周縁部で活発化する事例に着目し,衛星観測と再解析データ解析からITCZ周縁部に固有の大気熱力学場が対流活性を促すメカニズムを明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

HighResMIPデータを収集し,当計画研究班および他班の希望者に提供した。太平洋十年規模振動に伴う大気海洋相互作用の研究成果を国内学会および国際ワークショップで発表し,現在は論文化を目指している。さらに,熱帯域の海面水温変動や地球温暖化に伴う海面水温変化が台風活動に及ぼす影響を調査中である。梅雨前線の解析のためにHighResMIPの日平均データの解析を開始している。また南太平洋の亜熱帯循環の等密度面上の水温・塩分の伝播の研究結果は国際雑誌に投稿し受理された。海外研究者および他の計画研究班メンバーと連携することで,全球気候モデルおよび領域気候モデルによるアンサンブル予測実験の解析を効果的に進めた。その結果,大気の川による日本での極端降水の変化を詳細に解明し,その結果をまとめた国際共著論文を出版した。衛星観測データ等の全球データ解析をもとに雲対流発達メカニズムの理解深化を目指す研究を進めている。本年度実施した東太平洋ITCZに着目した現象解明はその一環に位置づけられる。

今後の研究の推進方策

HighResMIPのデータを用いて,梅雨前線に伴う降水,特にその季節進行の将来変化について調べる。またその将来変化と気候モデルの空間解像度の関係についても解析を行う中緯度を通過する大気擾乱による水蒸気輸送に関して得られた知見をもとに,大気海洋海氷相互作用における役割を評価することを目指す。例として,大気の川によるオホーツク海海氷への力学的・熱力学的役割を評価する。台風の最近の変化の原因の解析をさらに進め,将来変化を理解予測につなげていく。CMIP6/HighResMIPによる高解像度大気海洋結合モデルの利点を活かし,台風や海洋熱波の経年から十年規模変動および長期変化について解析を進める予定である。また,人工衛星観測や高解像度大気モデルによるラージアンサンブル実験も併用して,CMIP6/HighResMIPモデルの再現性を検証する予定である。CMIP6などの予測プロダクトを利用し,日本南東沖冬季混合層深度の浅化に起因する亜熱帯モード水存在量の将来変化の不確実性を評価する。そして,亜熱帯モード水の北縁に位置する黒潮に注目するなかで,黒潮の将来変化と水塊,さらには,日本周辺気候との関連について明らかにする。雲対流活動に伴う大気放射の変動を衛星観測データ解析から明らかにし,地球エネルギー収支の文脈から対流活動が気候変化に及ぼす影響を精査する。気候モデルの信頼性を検証する基礎的な知見を提供すると期待される。

  • 研究成果

    (61件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (12件) (うち国際共著 3件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (45件) (うち国際学会 21件、 招待講演 10件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Met Office(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      Met Office
  • [国際共同研究] ハワイ大学マノア校/大気科学研究所(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ハワイ大学マノア校/大気科学研究所
  • [雑誌論文] Baroclinic Blocking2022

    • 著者名/発表者名
      Martineau P.、Nakamura H.、Yamamoto A.、Kosaka Y.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2022GL097791

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Extraordinary Equatorial Atlantic Warming in Late 20192022

    • 著者名/発表者名
      Richter Ingo、Tokinaga Hiroki、Okumura Yuko M.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2021GL095918

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Two Pathways of Subsurface Spiciness Anomalies in the Subtropical South Pacific2022

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Yoshi N.、Iwai Yuma
    • 雑誌名

      Frontiers in Climate

      巻: 4 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fclim.2022.897498

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Decreasing Wintertime Mixed‐Layer Depth in the Northwestern North Pacific Subtropical Gyre2022

    • 著者名/発表者名
      Sugimoto S.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 49 ページ: ー

    • DOI

      10.1029/2021gl095091

  • [雑誌論文] Characterizing Ice-Scattering Homogeneity in TRMM Microwave Imagers and Its Influence on Oceanic Rain-Rate Estimation Bias of TRMM Precipitation Radar2021

    • 著者名/発表者名
      Sekaranom Andung Bayu、Nurjani Emilya、Wibowo Sandy Budi、Masunaga Hirohiko
    • 雑誌名

      Atmosphere

      巻: 12 ページ: 1377~1377

    • DOI

      10.3390/atmos12111377

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Satellite‐Based Estimate of Convective Vertical Velocity and Convective Mass Flux: Global Survey and Comparison With Radar Wind Profiler Observations2021

    • 著者名/発表者名
      Jeyaratnam Jeyavinoth、Luo Zhengzhao Johnny、Giangrande Scott E.、Wang Die、Masunaga Hirohiko
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2020GL090675

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Refinement of Surface Precipitation Estimates for the Dual-frequency Precipitation Radar on the GPM Core Observatory Using Near-Nadir Measurements2021

    • 著者名/発表者名
      HIROSE Masafumi、SHIGE Shoichi、KUBOTA Takuji、FURUZAWA Fumie A.、MINDA Haruya、MASUNAGA Hirohiko
    • 雑誌名

      Journal of the Meteorological Society of Japan. Ser. II

      巻: 99 ページ: 1231~1252

    • DOI

      10.2151/jmsj.2021-060

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Atmospheric Rivers Bring More Frequent and Intense Extreme Rainfall Events Over East Asia Under Global Warming2021

    • 著者名/発表者名
      Kamae Y.、Imada Y.、Kawase H.、Mei W.
    • 雑誌名

      Geophysical Research Letters

      巻: 48 ページ: -

    • DOI

      10.1029/2021GL096030

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Revisiting the Tropical Atlantic Influence on El Nino-Southern Oscillation2021

    • 著者名/発表者名
      Richter Ingo、Tokinaga Hiroki、Kosaka Yu、Doi Takeshi、Kataoka Takahito
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 34 ページ: 8533~8548

    • DOI

      10.1175/JCLI-D-21-0088.1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impacts of a Midlatitude Oceanic Frontal Zone for the Baroclinic Annular Mode in the Southern Hemisphere2021

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Morio、Nakamura Hisashi、Ogawa Fumiaki
    • 雑誌名

      Journal of Climate

      巻: 34 ページ: 7389~7408

    • DOI

      10.1175/JCLI-D-20-0359.1

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subtropical Mode Water in a recent persisting Kuroshio large-meander period: part I - formation and advection over the entire distribution region2021

    • 著者名/発表者名
      Oka Eitarou、Nishikawa Hatsumi、Sugimoto Shusaku、Qiu Bo、Schneider Niklas
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 77 ページ: 781~795

    • DOI

      10.1007/s10872-021-00608-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sea surface temperature predictability in the North Pacific from multi-model seasonal forecast2021

    • 著者名/発表者名
      Yati Emi、Minobe Shoshiro
    • 雑誌名

      Journal of Oceanography

      巻: 77 ページ: 897~906

    • DOI

      10.1007/s10872-021-00618-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 南太平洋亜熱帯域から熱帯域へのspiciness偏差の伝播経路とその成因2022

    • 著者名/発表者名
      佐々木 克徳; 岩井 悠馬
    • 学会等名
      2022年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] Cloud-radiation interactions in the real atmosphere: A-Train; EarthCARE; and beyond2022

    • 著者名/発表者名
      Masunaga H.
    • 学会等名
      EarthCARE Modeling Workshop (Online)
    • 国際学会
  • [学会発表] Atmospheric rivers bring more frequent and intense extreme rainfall over East Asia under global warming2022

    • 著者名/発表者名
      Kamae Y.; Y. Imada; H. Kawase; W. Mei
    • 学会等名
      Ocean Sciences Meeting 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] Impact of the 2017 Kuroshio Large Meander on the Decadal Kuroshio Extension Variability2021

    • 著者名/発表者名
      Bo Qiu; Shuiming Chen; Niklas Schneider; Eitarou Oka; Shusaku Sugimoto
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
    • 招待講演
  • [学会発表] 最近の持続する黒潮大蛇行が亜熱帯モード水に与える影響。パート1:分布域全体における形成と移流2021

    • 著者名/発表者名
      岡英太郎; 西川はつみ; 杉本周作; Bo Qiu; Niklas Schneider
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
  • [学会発表] 最近の持続する黒潮大蛇行が亜熱帯モード水に与える影響。パート2:四国沖再循環における形成と時間発展2021

    • 著者名/発表者名
      西川はつみ; 杉本周作; 岡英太郎
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
  • [学会発表] 黒潮大蛇行に起因した関東地方の夏季気温上昇2021

    • 著者名/発表者名
      杉本周作; Bo Qiu; Niklas Schneider
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
  • [学会発表] La Nina現象時の冬季大気大循環場:1年目と2年目の比較2021

    • 著者名/発表者名
      西平楽; 杉本周作
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
  • [学会発表] 熱帯大西洋海面水温偏差の赤道非対称性の10年規模変動と中緯度大気循環との関係2021

    • 著者名/発表者名
      古川善信; 杉本周作
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
  • [学会発表] 熱帯北西太平洋における夏季対流活動の長期変動と大気大循環への影響2021

    • 著者名/発表者名
      瀬良将太; 杉本周作
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
  • [学会発表] 気象庁東経137度定線における黒潮流量の時間変動2021

    • 著者名/発表者名
      川上雄真; 中野俊也; 小嶋惇; 村上潔; 杉本周作
    • 学会等名
      Japan Geoscience Union Meeting 2021
  • [学会発表] Local atmospheric response to the Kuroshio large meander path in summer and its remote influence on the climat2021

    • 著者名/発表者名
      Shusaku Sugimoto; Bo Qiu; Niklas Schneider
    • 学会等名
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional variability and change across timescales
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Interplay of Intrinsic versus Forced Decadal Kuroshio Extension Variability: Observations and Predictability2021

    • 著者名/発表者名
      Bo Qiu; Shuiming Chen; Niklas Schneider; Eitarou Oka; Shusaku Sugimoto
    • 学会等名
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional variability and change across timescales
    • 国際学会
  • [学会発表] Subtropical Mode Water in a recent persisting Kuroshio large meander period2021

    • 著者名/発表者名
      Hatsumi Nishikawa; Eitarou Oka; Shusaku Sugimoto; Bo Qiu; Niklas Schneider
    • 学会等名
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional variability and change across timescales
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 最近の持続する黒潮大蛇行が亜熱帯モード水に与える影響2021

    • 著者名/発表者名
      岡英太郎; 西川はつみ; 杉本周作
    • 学会等名
      2021年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] 黒潮大蛇行が遠州灘沿岸域の海象・気象に与える影響 ~新青丸KS-21-9次研究航海速報~2021

    • 著者名/発表者名
      西川はつみ; 岡英太郎; 杉本周作; 川合義美; 小橋史明
    • 学会等名
      2021年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] 熱帯大西洋海面水温偏差の赤道非対称性の準10年規模変動と大気大循環場との関係2021

    • 著者名/発表者名
      古川善信; 杉本周作
    • 学会等名
      2021年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] La Nina現象時の冬季大気大循環場 ~1年目と2年目の比較~2021

    • 著者名/発表者名
      西平楽; 杉本周作
    • 学会等名
      2021年度日本海洋学会秋季大会
  • [学会発表] 気候への黒潮の役割について2021

    • 著者名/発表者名
      杉本周作
    • 学会等名
      2021年度日本海洋学会秋季大会シンポジウム「中緯度大気海洋相互作用研究の現状と展望」
  • [学会発表] 大気場への中緯度海洋の役割:気象モデルを用いた研究2021

    • 著者名/発表者名
      杉本周作
    • 学会等名
      第23回 非静力学モデルに関するワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] The edge intensification of ITCZ convection2021

    • 著者名/発表者名
      Masunaga H.
    • 学会等名
      AOS Colloquium Series; University of Wisconsin Madison (Online)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] East-Asian atmospheric rivers bring more frequent and intense extreme rainfall under global warming2021

    • 著者名/発表者名
      Kamae; Y.; Y. Imada; H. Kawase; W. Mei
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] An assessment of the tropical Atlantic influence on El Nino-Southern Oscillation2021

    • 著者名/発表者名
      Richter I.; H. Tokinaga; Y. Kosaka; T. Doi; and T. Kataoka
    • 学会等名
      JpGU Meeting 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Is equatorial Atlantic variability resurging?2021

    • 著者名/発表者名
      Richte; I.; H. Tokinaga; and Y. M. Okumura
    • 学会等名
      11th International Conference on Tropical Marine Environmental Changes
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Reexamining the tropical Atlantic influence on ENSO using perfect model predictability2021

    • 著者名/発表者名
      Richter I.; Y. Kosaka; H. Tokinaga; and S. Kido
    • 学会等名
      EGU General Assembly
    • 国際学会
  • [学会発表] The extraordinary Atlantic Nino of 2019/20202021

    • 著者名/発表者名
      Richter I.; H. Tokinaga; and Y. M. Okumura
    • 学会等名
      PIRATA Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Recent resurgence of equatorial Atlantic variability2021

    • 著者名/発表者名
      Richter I.; H. Tokinaga; and Y. M. Okumura
    • 学会等名
      3rd APL-FIO Workshop on Southern Hemisphere Ocean and Climate Variability
    • 国際学会
  • [学会発表] Using perfect model prediction experiments to quantify the tropical Atlantic influence on ENSO2021

    • 著者名/発表者名
      Richter I.; Y. Kosaka; H. Tokinaga; and T. Kataoka
    • 学会等名
      AGU Fall Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of surface heat flux in Pacific decadal variability: Observations and CMIP6/HighResMIP climate coupled models2021

    • 著者名/発表者名
      Tokinaga H.; S. Minobe; Y. Tanimoto; and M. Roberts
    • 学会等名
      International Workshop for Mid-latitude Air-Sea Interaction
    • 国際学会
  • [学会発表] ブロッキング高気圧を伴う熱波の地球温暖化による変化2021

    • 著者名/発表者名
      北出拓海; 釜江陽一; 松枝未遠
    • 学会等名
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [学会発表] 日本付近における二つ玉低気圧と水蒸気輸送の関係2021

    • 著者名/発表者名
      永山聡一朗; 釜江陽一; 見延庄士郎
    • 学会等名
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [学会発表] 地球温暖化に伴う冬季の温帯低気圧活動と降雪量の変化2021

    • 著者名/発表者名
      成川陽路; 釜江陽一
    • 学会等名
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [学会発表] 夏季に日本付近を通過する大気の川に対する台風の遠隔影響2021

    • 著者名/発表者名
      山田将喜; 釜江陽一
    • 学会等名
      日本気象学会2021年度秋季大会
  • [学会発表] オホーツク海海氷面積の急変動をもたらす大気循環場の特徴2021

    • 著者名/発表者名
      釜江陽一
    • 学会等名
      大槌シンポジウム
  • [学会発表] La Nina発生時における冬季中緯度大気テレコネクション2021

    • 著者名/発表者名
      塩崎公大; 榎本剛; 時長宏樹; 森正人
    • 学会等名
      日本海洋学会2021年秋季大会
  • [学会発表] ENSO発生時における2種類の冬季遠隔影響 -d4PDFを用いた評価-2021

    • 著者名/発表者名
      塩崎公大; 榎本剛; 高谷康太郎; 時長宏樹; 森正人
    • 学会等名
      京都大学防災研究所異常気象研究会
  • [学会発表] 太平洋十年規模変動の気候影響2021

    • 著者名/発表者名
      時長宏樹
    • 学会等名
      第43回 日本気象学会九州支部発表会
    • 招待講演
  • [学会発表] An assessment of statistical significance of overconfidence and underconfidence: application to seasonal forecasting and underconfidence: application to seasonal forecasting.2021

    • 著者名/発表者名
      Minobe S.
    • 学会等名
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional variability and change across timescales
    • 国際学会
  • [学会発表] A comparison of ocean deoxygenation between CMIP models and an observational dataset in the North Pacific2021

    • 著者名/発表者名
      Yumi Abe; Shoshiro Minobe; Takamitsu Ito; and Curtis Deutsch
    • 学会等名
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional variability and change across timescales
    • 国際学会
  • [学会発表] Influence of model resolution on bomb cyclones revealed by HighResMIP-PRIMAVERA simulations2021

    • 著者名/発表者名
      Jiaxiang Gao ; Shoshiro Minobe; Malcolm J. Roberts ; Rein Haarsma ; Dian Putrasahan ; Christopher D. Roberts ; Enrico Scoccimarro ; Laurent Terray ; Benoit Vanniere; and Pier Luigi Vidale
    • 学会等名
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional variability and change across timescales
    • 国際学会
  • [学会発表] The response of the ascending air parcels in extratropical cyclones to the Gulf Stream2021

    • 著者名/発表者名
      Jinyoung Son; Shoshiro Minobe; R. Justin, Small; Akira, Kuwano-Yoshida
    • 学会等名
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional variability and change across timescales
    • 国際学会
  • [学会発表] Relations between Interannual Variability of Regional-Scale Indonesian Precipitation and Large-Scale Climate Modes during 1960-20072021

    • 著者名/発表者名
      Givo Alsepan and Shoshiro Minobe
    • 学会等名
      International workshop for mid-latitude air-sea interaction: advancing predictive understanding of regional variability and change across timescales
    • 国際学会
  • [学会発表] 国際連携をめぐる現状と展望: CLIVAR, WCRP, PICES2021

    • 著者名/発表者名
      見延 庄士郎
    • 学会等名
      中緯度大気海洋相互作用研究の現状と展望
    • 招待講演
  • [学会発表] Air-sea interactions2021

    • 著者名/発表者名
      Shoshiro Minobe,
    • 学会等名
      Multi-annual to decadal climate predictability in the North Atlantic-Arctic Sector,
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Influence of Model Resolution on Bomb Cyclones Revealed by HighResMIP-PRIMAVERA Simulations2021

    • 著者名/発表者名
      Jiaxiang Gao ; Shoshiro Minobe; Malcolm J. Roberts ; Rein Haarsma ; Dian Putrasahan ; Christopher D. Roberts ; Enrico Scoccimarro ; Laurent Terray ; Benoit Vanniere; and Pier Luigi Vidale
    • 学会等名
      JpGU 2021
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 赤道大西洋東部で発生した異常に強い昇温現象の原因を明らかに

    • URL

      www.kyushu-u.ac.jp/f/47005/22_02_25_01.pdf

  • [備考] 地球温暖化により「大気の川」由来の「経験したことのない大雨」が増える

    • URL

      https://www.tsukuba.ac.jp/journal/biology-environment/20220118141500.html

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公開日: 2023-12-25  

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