第一部分 自然地理第二单元 从宇宙看地球第5讲.docx
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第一部分自然地理第二单元从宇宙看地球第5讲
第5讲 地球公转及其地理意义
最新考纲
核心素养定位
考情报告
地球运动的地理意义
1.掌握地球公转的轨道、方向、周期和速度。
(区域认知)
2.理解黄赤交角的产生及其影响。
(区域认知、综合思维)
3.理解正午太阳高度和昼夜长短的季节变化、纬度变化及其成因。
(区域认知、综合思维)
1.高考围绕正午太阳高度、昼夜长短变化规律两大核心知识命题,题型以选择题的形式为主。
2.以生活中的实际问题(居民楼采光、间距,太阳能热水器安装等)为背景,或创设简洁的经纬网图提供信息,主要考查地球运动规律在生活中的应用;难度有降低趋势。
[梳理知识体系])
[再现基础知识])
一、地球公转的基本特征
1.定义:
绕太阳的运动。
2.方向:
自西向东
3.周期:
365日6时9分10秒,叫做一个恒星年。
4.轨道与速度
【易错提示】 从时间上看近日点为1月初,冬至日为12月22日前后;远日点为7月初,夏至日为6月22日前后。
从在公转轨道的位置上看,近日点比冬至日靠东,远日点比夏至日靠东。
二、黄赤交角及其影响
1.含义
地球公转轨道面(即黄道面)同赤道平面的交角。
目前,其大小是23°26′。
示意图如下:
高效速记
(1)“一轴两面三角度”
“一轴”指地轴;“两面”指黄道平面和赤道平面;“三角度”指黄道平面和赤道平面的夹角为23°26′;地轴与黄道平面的夹角为66°34′;地轴与赤道平面的夹角为90°。
(2)“三个基本不变”
指地球在运动过程中,地轴的空间指向基本不变,北极始终指向天空的北极星附近;黄赤交角的大小基本不变,约保持23°26′;地球运动的方向不变,总是自西向东。
2.影响
(1)引起太阳直射点在南北回归线之间往返运动。
(2)决定了五带的范围:
①回归线度数=黄赤交角的度数。
②极圈的度数=90°-黄赤交角的度数。
(3)决定了有无直射现象和极昼极夜现象的范围:
①南北回归线之间有直射现象。
②南北极圈及其以内有极昼极夜现象。
【易错提示】 黄赤交角增加(减少)1°,热带范围增加(减少)2°,寒带范围增加(减少)2°,温带范围缩小(增加)4°。
三、昼夜长短的变化
1.图示法理解昼夜长短变化特点
(1)典型图示(以北半球为例)
(2)特点分析
时间
变化特点
重要节气
北半球
夏半年
北半球各地昼长夜短,纬度越高,昼越长,夜越短
图1中北半球各地昼长达到一年中的最大值,北极圈及其以北地区出现极昼现象
北半球
冬半年
北半球各地昼短夜长,纬度越高,昼越短,夜越长
图3中北半球各地昼长达到一年中的最小值,北极圈及其以北地区出现极夜现象
春、秋
分日
图2代表的时间是每年的3月21日或9月23日前后,全球各地昼夜平分
2.昼夜长短的变化规律
(1)季节变化规律
春、秋分日全球各地均昼夜等长,且距春分(秋分)日越近的日期,昼夜差值越小。
(2)纬度分布规律
主要规律
纬度分布规律
对称规律
南北半球纬度数相同的地区昼夜长短“对称”分布,即北半球各地的昼长与南半球相同纬度的夜长相等,例如某日23°26′N的昼长等于23°26′S的夜长
递增规律
向哪个方向移动,哪个半球的昼变长,夜变短
变幅规律
赤道处全年昼夜平分;纬度越高,昼夜长短的变化幅度越大
极昼、极
夜规律
极昼(极夜)的起始纬度=90°-太阳直射点的纬度。
纬度愈高,极昼(极夜)出现的天数愈多
昼夜长短状况规律
太阳直射在哪个半球,哪个半球就昼长夜短,且越向该半球高纬地区白昼时间越长。
与太阳直射点的移动方向无关
四、正午太阳高度的变化
1.太阳高度和正午太阳高度的区别
太阳光线与地平面之间的夹角,叫做太阳高度角,简称太阳高度(如图甲所示)。
一天中太阳高度最大值出现在正午,称为正午太阳高度(如图乙所示)。
点拨 太阳视运动轨迹图
太阳视运动是指一天中肉眼所见太阳在天空中东升西落的运行状况。
其中日出东方,日落西方,正午12点(地方时)时位于观察者的正南方或正北方。
上图反映的是北纬40°附近某地在二分二至日的太阳视运动轨迹。
该图可反映日出日落时间及昼夜长短、日出日落方位、正午太阳高度等。
2.正午太阳高度的变化
(1)纬度变化:
由太阳直射的纬线向南、北两侧递减。
(2)季节变化:
北半球节气
达最大值的地区
达最小值的地区
夏至
北回归线及其以北各纬度
南半球各纬度
冬至
南回归线及其以南各纬度
北半球各纬度
二分
赤道
【易错提示】 能够提示“正午”太阳高度的信息很多,如当地的太阳高度达到一天中最大、当地地方时为12时的太阳高度、太阳位于一天中最南或最北(极夜地区除外)位置的高度、物影最短时的太阳高度等。
五、四季更替和五带
1.四季更替
(1)成因:
一年中昼夜长短和正午太阳高度随季节的变化而变化。
(2)天文四季
(3)北温带国家的四季:
3、4、5月为春季,依次类推,每三个月为一个季节。
2.五带的划分
考点一 昼夜长短的分布和变化规律
【例1】 (2018·全国卷Ⅰ,10)小明同学7月从重庆出发到贵州毕节旅游,收集到的相关高速公路信息如下图所示。
据此完成下题。
小明若从重庆出发乘长途客车经遵义至毕节,为免受阳光长时间照射且能欣赏窗外风景,以下出发时间和座位较好的是( )
A.6:
00出发,左侧靠窗B.8:
00出发,右侧靠窗
C.10:
00出发,左侧靠窗D.12:
00出发,右侧靠窗
[尝试自解] ________
[审题能力培养]
第1步 看图例,结合速度和里程,可以估算时间,这是一个数学问题
第2步 结合图文材料绘制草图
重庆到遵义往南走,大约需要①3小时,8到11点太阳在偏东方,人靠西坐,背向太阳,无需拉窗帘,就能自由看风景。
而遵义到毕节往西走,大约②2个小时,从11点到13点,太阳在偏南方向,人要靠北坐才晒不到,B对。
同理,可排除其他选项。
答案 B
昼夜长短的相关判断
1.看昼夜弧长→定昼夜长短
晨昏线把经过的纬线圈分割成昼弧与夜弧,所求地所在的纬线圈上,若昼弧长于夜弧,则昼长夜短;反之则昼短夜长。
赤道上全年昼夜等长。
(如下图示)
2.看太阳直射点位置→定昼夜长短分布
太阳直射点的位置决定昼夜长短的状况。
太阳直射在哪个半球(南、北半球),哪个半球昼长夜短,且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。
(如下图示)
3.看太阳直射点移动方向→定昼夜长短变化
太阳直射点的移动方向,决定昼夜长短的变化趋势,纬度的高低决定昼夜长短的变化幅度。
太阳向哪个半球(南、北)移动,哪个半球昼将变长,夜将变短;且纬度越高,昼夜长短的变化幅度越大。
(如下图示)
4.看太阳直射点的位置和移动方向→定极昼、极夜范围和变化
(1)太阳直射点纬度与出现极昼、极夜的最低纬度互余。
(2)太阳直射点向北移,北极点周围极昼范围变大;太阳直射点向南移,南极点周围极昼范围变大。
(见上图)
(2019·武汉外国语月考)某同学对居住地每天的日出时间进行了一段时间的持续观测与记录,绘成下图。
读图完成
(1)~
(2)题。
(1)a~b期间,该地的昼夜长短及其变化趋势是( )
A.昼长夜短,且昼渐长夜渐短
B.昼长夜短,且昼渐短夜渐长
C.昼短夜长,且昼渐长夜渐短
D.昼短夜长,且昼渐短夜渐长
(2)该地一年中昼夜长短的变化幅度约为( )
A.1小时40分钟B.2小时20分钟
C.3小时20分钟D.4小时40分钟
解析 第
(1)题,a~b期间,该地昼短夜长,日出时间越来越早,昼长逐渐变长。
第
(2)题,该地一年中日出最早和日出最晚时间约相差2小时20分钟,因此昼夜长短的变化幅度约为4小时40分钟。
答案
(1)C
(2)D
素养 区域认知:
昼夜长短变化规律的判断与应用
1.(2017·全国卷Ⅱ,5)汽车轮胎性能测试需在不同路面上进行。
芬兰伊瓦洛(位置见下图)吸引了多家轮胎企业在此建设轮胎测试场,最佳测试期为每年11月至次年4月。
据此完成下题。
在最佳测试期内,该地轮胎测试场( )
A.每天太阳从东南方升起
B.有些日子只能夜间进行测试
C.经常遭受东方寒潮侵袭
D.白昼时长最大差值小于12时
解析 本题综合考查地球运动、寒潮等相关知识。
最佳测试期为11月至次年4月,在此期间会出现极夜现象,并不会每天都有日出,且北半球春分日当天太阳从正东方升起,春分日之后到4月太阳从东北方升起;该测试场纬度在68°N以北,且最佳测试期包含冬至,则肯定出现了极夜现象,因此有些日子只能夜间进行测试;该测试场主要受北冰洋寒冷气流影响;该测试场冬至日昼长为0时(极夜),春分日昼长为12时,春分日之后至4月期间,其昼长大于12时,因此白昼时长最大差值大于12时。
故选B。
答案 B
2.(2018·海南地理,13)下图示意海南岛的位置。
读下图,完成下题。
1月1日,与海口相比,三亚( )
A.白昼更长B.正午太阳更低
C.日出方位更偏南D.正午时刻更早
解析 本题主要考查地球运动的地理意义的基础知识,难度一般。
三亚和海口同在北半球,但三亚纬度较低,1月1日太阳直射点位于赤道与南回归线之间,此时北半球纬度越低白昼越长,正午太阳高度角越大,日出方位越偏北,故A正确,B、C错误。
三亚经度位置比海口靠西,正午时刻应更晚,故D错误。
答案 A
考点二 昼夜长短的计算
【例2】 (2017·天津文综,6~7)我国A市某中学(下图所示)的旗杆影子在北京时间14:
08为一天中最短。
冬至前后,师生们能在学校升国旗时(北京时间10:
00)看到日出。
结合图文材料,回答
(1)~
(2)题。
(1)A市位于天津市(39°N,117°E)的( )
A.东北B.东南
C.西北D.西南
学生发现,日落时旗杆影子的指向随日期而移动。
(2)下列时段中,日落时杆影的指向由排球场逐渐移向篮球场的是( )
A.惊蛰到立夏B.立夏到小暑
C.白露到立冬D.立冬到小寒
[尝试自解]
(1)________
(2)________
[审题能力培养]
第1步 从文字材料中获取信息
(1)我国A市中学旗杆影子在北京时间14:
08分为一天中最短,则A地地方时为
12点,即可计算A市的经度为
88°E。
(2)冬至前后学校升国旗时(北京时间10:
00)看到日出,所以A地日出,地方时为7:
52进一步计算出A地冬至前后昼长约8时16分,夜长约15时44分。
第2步 从图示材料中获取信息
信息①:
日落时杆影指向由东北转向东南,则日落方位由西南变为
西北,太阳直射点由南半球移到北半球。
信息②:
由太阳直射点的位置变化判断。
答案
(1)C
(2)A
1.太阳直射点位置、日出日落方位与昼夜长短的对应关系(以北半球为例)
直射点位置
日出方位
日落方位
昼夜长短
北半球
东北(早于6时日出)
西北(晚于18时日落)
北半球昼长夜短
南半球昼短夜长
赤道
正东(6时日出)
正西(18时日落)
昼夜等长
南半球
东南(晚于6时日出)
西南(早于18时日落)
北半球昼短夜长
南半球昼长夜短
注:
当极圈内某地区出现极昼时,若是北半球,则出现极昼的地区正北日出,正北日落(0时日出,24时日落);若是南半球,则出现极昼的地区正南日出,正南日落(0时日出,24时日落)。
2.昼长的计算
(1)根据昼弧或夜弧的长度进行计算:
昼长时数=昼弧度数/15°
夜长时数=夜弧度数/15°
(2)根据日出日落时间进行计算:
昼长=日落时间-日出时间(这里的日出时间、日落时间不必要求是地方时,但日出时间、日落时间所用的时间要统一,如都是北京时间或都是伦敦时间)
昼长时数=(12:
00-日出地方时)×2=(日落地方时-12:
00)×2
夜长时数=(日出地方时-0)×2=(24:
00-日落地方时)×2
(3)特殊地点的昼长确定:
①赤道上,昼长=夜长=12小时;
②极昼区,昼长=24小时,夜长=0;极夜区,昼长=0,夜长=24小时。
3.规律推断
(1)同一纬线上各地昼长相等,夜长相等。
(2)北半球某度数纬线上各地的昼长=南半球同度数纬线上各地的夜长。
(3)利用时间的对称性计算:
相对于夏至日或者冬至日对称的两个时间,某地的昼长、夜长都是相同的;相对于春分日或者秋分日对称的两个时间,某地一个时间的昼长等于另一个时间的夜长。
如下图:
a与b两个时间的昼长、夜长是相同的,c与d两个时间的昼长、夜长也是相同的;b与c两个时间中,b时间的昼长等于c时间的夜长。
(2019·山西芮城中学月考)下图为“某日甲、乙、丙、丁四个地点的昼长状况”。
据此完成
(1)~
(2)题。
(1)四个地点中,纬度数值相同的地点是( )
A.甲、乙B.丙、丁
C.甲、丁D.乙、丁
(2)图中丁地的日落时刻是( )
A.6时B.15时
C.18时D.21时
解析 第
(1)题,由图知,甲昼长18小时,丁昼长6小时,可知丁地夜长是18小时,与甲昼长相等,所以甲丁的纬度数相同,但在不同的半球。
选C正确。
第
(2)题,丁昼长6小时,日落时间=12+昼长/2=15时,即丁地15:
00日落。
选B正确。
答案
(1)C
(2)B
素养一 综合思维:
日出、日落方位判读及应用
1.(高考全国文综)6月上旬某地约5时(地方时)日出。
据此完成
(1)~
(2)题。
(1)该地可能位于( )
A.亚马孙河河口附近B.地中海沿岸
C.北冰洋沿岸D.澳大利亚
(2)6月份该地看到的日出和日落方向分别为( )
A.正东、正西B.东南、西南
C.东北、西北D.东南、西北
解析 第
(1)题,本题主要考查昼长的时空分布规律。
由某地约5时(地方时)日出可知,该地此日昼长约为14小时。
6月上旬太阳直射北半球,由此可知该地位于北半球,排除位于南半球的澳大利亚和位于赤道附近的亚马孙河河口附近。
北冰洋沿岸位于高纬度地区,昼长远大于14小时,而位于中纬度的地中海沿岸最接近14小时。
第
(2)题,本题主要考查日出和日落方向。
日出和日落方向与太阳直射点的位置有关,太阳直射点位于北半球,则东北日出,西北日落(有极昼极夜现象的地区除外);太阳直射点位于南半球,则东南日出,西南日落(有极昼极夜现象的地区除外)。
6月份太阳直射北半球,因此日出和日落方向分别为东北、西北。
答案
(1)B
(2)C
素养二 区域认知:
利用昼夜平分规律计算白昼范围
2.(2014·广东文综,8)北半球春分日,当某地(30°N,120°E)刚进入白昼这一时刻,东半球(20°W向东至160°E)处于白昼的范围约占全球面积的( )
A.1/2B.1/3
C.1/6D.1/9
解析 某地(30°N,120°E)刚进入白昼这一时刻,即此时120°E所在经线的地方时为6时,东半球(20°W向东至160°E)处于白昼的范围应为120°E向东至160°E,经度范围为40°,约占全球面积的1/9。
故选D项。
答案 D
素养三 综合思维:
利用对称规律计算昼长
3.(高考经典题)某科考队结束了两个月的海上考察,于4月21日返回到P地。
下图为P地所在区域当日某时地面形势图。
科考队出发日P地昼长为11小时,返回到P地时,P地当日的昼长约为( )
A.10小时B.11小时
C.13小时D.14小时
解析 根据题干信息可知,科考队出发日和返回日刚好以北半球春分日(3月21日前后)对称,出发日的昼长比春分日的昼长短1小时,则返回日的昼长比春分日的昼长长1小时,即13小时。
答案 C
考点三 正午太阳高度的变化规律
【例3】 (2019·湖北重点学校联考)图1中N为北极点,A、M、B位于地球表面,NP为经线,NM的球面最短距离为2553km。
若在M地垂直立竿,则图2中MM′所示日照竿影朝向正确的是( )
图1
图2
A.甲B.乙
C.丙D.丁
[尝试自解] ________
[审题能力培养]
第1步 从文字材料中获取信息
由材料中N为北极点可知M在北半球;由NM的球面最短距离为2553km可求M地纬度为①67°N。
第2步 从图示材料中获取信息
答案 D
1.正午太阳高度的空间(纬度)变化规律
2.正午太阳高度的年变化规律
回归线
之间
正午太阳高度最大值为90°,每年有两次太阳直射现象,即一年中有两个正午太阳高度最大值
回归
线上
正午太阳高度最大值为90°,一年中只有一次太阳直射现象,即一年中只有一个正午太阳高度最大值
回归线
至极点
之间
正午太阳高度最大值小于90°,一年中只有一个正午太阳高度最大值
3.正午太阳高度的几点特殊规律
(1)同线相等规律:
同一纬线上正午太阳高度相等。
(2)对称规律:
以太阳直射点所在纬线为对称轴南北对称的两条纬线,正午太阳高度相等。
(3)近大远小规律:
距太阳直射点所在纬线越近,正午太阳高度越大,反之越小。
(2019·大连联考)下图为6月22日与12月22日地球表面四地正午太阳高度。
四地自北向南排列,依次是( )
A.甲、乙、丙、丁B.甲、丙、丁、乙
C.丁、乙、丙、甲D.甲、丙、乙、丁
解析 图中丙地夏至日的正午太阳高度为90°,说明丙地在23°26′N上;乙地冬至日正午太阳高度大于夏至日,且冬至日正午太阳高度接近90°,推断出乙地在0°~23°26′S之间且接近23°26′S;甲地夏至日正午太阳高度大于冬至日,且冬至日正午太阳高度很小(低于10°),得出甲地在23°26′N以北,66°34′N以南,且距离66°34′N较近;同理推出丁地在23°26′S以南,66°34′S以北,且距离66°34′S较近。
所以四地自北向南依次为:
甲、丙、乙、丁。
答案 D
素养一 区域认知:
正午太阳高度变化与分布规律判断
1.(2014·全国卷Ⅱ,4)总部位于江苏徐州(约34°N,117°E)的某企业承接了甲国(下图)价值7.446亿美元的工程机械订单。
据此完成下题。
2011年6月21日,该订单的首批产品从徐州发货。
这一日,徐州与甲国首都相比( )
A.徐州的正午太阳高度较高
B.徐州的白昼较短
C.两地正午物影方向相同
D.两地日出方位角相同
解析 本题主要考查地球运动的地理意义。
根据图文材料可知,徐州纬度约为34°N,甲国首都纬度约为10°N。
6月21日,太阳直射点位于北回归线附近,正午太阳高度大致由北回归线向南、北两侧递减。
由于徐州与北回归线的纬度差较小,故徐州的正午太阳高度较高,A项正确;此日,北半球纬度越高,昼越长,B项错误;徐州与甲国首都分别位于太阳直射纬线的两侧,故正午物影方向相反,C项错误;由于徐州与甲国首都纬度不同,故两地日出方位角不同,D项错误。
答案 A
素养二 综合思维:
正午太阳高度变化规律的应用
2.(2015·上海地理,28~30)下图为甲、乙两地某日从日出到日落太阳高度角日变化示意图,其中甲地位于北半球。
据此回答
(1)~(3)题。
(1)据图推测,乙地位于( )
A.东半球赤道上B.东半球北回归线上
C.西半球赤道上D.西半球北回归线上
(2)据图推测,该日应该是北半球的( )
A.春分日B.夏至日
C.秋分日D.冬至日
(3)甲、乙两地实际距离大约是( )
A.1万千米B.2万千米
C.3万千米D.4万千米
解析 第
(1)题,甲地位于北半球,此日甲地昼长为12小时16分,所以北半球处于夏半年,太阳直射点位于北半球。
乙地昼长恰好为12小时,乙地只能位于赤道上。
乙地正午太阳高度出现在北京时间24点,可计算乙地经度为60°W,乙地位于西半球。
C正确。
第
(2)题,此日赤道上正午太阳高度为66°34′,且直射点位于北半球,可计算出太阳直射点位于北回归线。
正午太阳高度H=90°-当地与直射点的纬度差=90°-(0°+x°)=66°34′,即x=23°26′N,故B正确。
第(3)题,夏至日时甲地昼长接近12小时,故甲地接近赤道,甲地正午太阳高度出现在北京时间12点,故甲地位于120°E上,与乙地位于同一个经线圈,两者的距离约为赤道长度(4万千米)的一半。
故B正确。
答案
(1)C
(2)B (3)B
考点四 正午太阳高度的计算和应用
【例4】 (高考经典题)住宅的环境设计特别关注树种的选择与布局,不同树种对光照与风有不同影响。
下图为华北某低碳社区(40°N)住宅景观设计示意图。
读图回答
(1)~
(2)题。
(1)仅考虑阳光与风两种因素,树种与房屋组合最好的设计是( )
A.①B.②
C.③D.④
(2)为保证冬季太阳能最佳利用效果,图中热水器安装角度合理的是( )
A.①B.②
C.③D.④
[尝试自解]
(1)________
(2)________
[审题能力培养]
从图示材料中获取信息
答案
(1)C
(2)D
1.正午太阳高度的计算
公式:
H=90°-两点纬度差
说明:
“两点”是指所求地点与太阳直射点。
两点纬度差的计算遵循“同减异加”原则,即两点同在北(南)半球,则两点纬度“大数减小数”;两点分属南北不同半球,则两点纬度相加。
如图所示:
当太阳直射B点(10°N)时,A点(40°N)正午太阳高度:
H=90°-AB纬度差=90°-(40°-10°)=60°。
C点(23°26′S)正午太阳高度:
H=90°-BC纬度差=90°-(10°+23°26′)=56°34′。
2.正午太阳高度规律在生产、生活中的应用
(1)确定地方时
当某地太阳高度达一天中的最大值时,此时日影最短,当地的地方时是12时。
(2)确定房屋的朝向
确定房屋的朝向与正午太阳所在位置有关。
为了获得更充足的太阳光照,在北回归线以北地区正午太阳位于南方,因此房屋坐北朝南;在南回归线以南地区正午太阳位于北方,因此房屋坐南朝北。
(3)确定当地的地理纬度
当太阳直射点位置一定时,可根据两地纬度差多少度,正午太阳高度就差多少度。
根据某地某日(二分二至日)正午太阳高度,可判断该地区纬度大小。
(4)判断日影长短及方向
①太阳直射点上,物体的影子缩短为0;正午太阳高度越大,日影越短;反之,日影越长。
正午是一天中日影最短的时刻。
②日影永远朝向背离太阳的方向,北回归线以北的地区,正午的日影全年朝向正北(北极点除外),冬至日日影最长,夏至日最短;南回归线以南的地区,正午的日影全年朝向正南(南极点除外),夏至日日影最长,冬至日最短;南北回归线之间的地区,正午日影夏至日朝向正南,冬至日朝向正北;直射时日影最短(等于0)。
(5)确定楼间距、楼高
为了更好地保证各楼层都有良好的采光,楼与楼之间应当保持适当距离。
以我国为例,南楼高度为h,该地冬至日正午太阳高度为H,则最小楼间距L为:
L=hcotH。
如下图:
(6)计算太阳能热水器的安装角度
为了更好地利用太阳能,应不断调整太阳能热水器与楼顶平面之间的倾角,使太阳光与集热板成直角。
集热板与地面之间的夹角(α)和当天的正午太阳高度角(H)互余,即α+H=90°时效果最佳。
如下图:
(7)判断山地自然带在南坡和北坡的分布高度
一般情况下,由于阳坡正午太阳高度大,得到的光热多,阴坡得到的太阳光热少,因此在相同高度,阳坡温度较高,阴坡温度较低,从而影响到自然带在阳坡和阴坡的分布高度。
下图为某小区甲、乙两楼
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