楊佩國,胡俊鋒,于伯華,宋 偉,李 靜
(1民政部 國家減災(zāi)中心,北京100124;2中國科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所,北京100101;3環(huán)境保護部 衛(wèi)星環(huán)境應(yīng)用中心,北京100094)
洪澇災(zāi)害具有發(fā)生頻次高、影響范圍廣、造成損失大和突發(fā)性強等特點,自古以來就是人類高度關(guān)注和深入研究的自然災(zāi)害之一[1].在聯(lián)合國關(guān)注的15種主要自然災(zāi)害中,洪澇災(zāi)害的破壞程度最為嚴重,所造成的死亡人口最多[2-3].因此,近年來(特別是“國際減災(zāi)十年”以來)洪澇災(zāi)害研究受到國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,主要集中在災(zāi)害風(fēng)險評估和災(zāi)害損失評估兩方面[4].關(guān)于災(zāi)害風(fēng)險評估,經(jīng)常借助定性判斷、統(tǒng)計分析、小波分析以及各種洪澇災(zāi)害風(fēng)險模型來開展洪澇災(zāi)害時空變化規(guī)律及其影響因素研究.例如,陳瑩等探討了19世紀末以來中國洪澇災(zāi)害的變化及其影響因素[5];方修琦等探討了1644—2004年中國洪澇災(zāi)害的變化周期[6];Neville探討了人類抵抗洪澇災(zāi)害的限制因素及其導(dǎo)致的抗災(zāi)脆弱性[7];Mileti探討了洪澇災(zāi)害發(fā)生的影響因素[8].隨著計算機和遙感技術(shù)的發(fā)展,RS、GIS技術(shù)在洪澇災(zāi)害風(fēng)險評估中得到廣泛應(yīng)用,并取得了較好的效果.例如,張淑杰等利用RS和GIS技術(shù)建立了洪澇災(zāi)害遙感評估系統(tǒng)[9];Barredo利用GIS技術(shù)分析了1956年以后歐洲洪澇災(zāi)害的空間分布規(guī)律[10].在洪澇災(zāi)害損失評估方面,美國在20世紀60年代就開展了相關(guān)研究,在70年代開發(fā)了洪災(zāi)損失評估模型,用于快速評估給定城市的洪澇災(zāi)害損失[11].我國的洪澇災(zāi)害損失評估工作起步較晚,且洪澇災(zāi)害損失涉及面廣和不確定性較大,研究進展相對緩慢[12].目前,國內(nèi)洪澇災(zāi)害損失評估研究主要集中在評價方法方面,例如選取評價指標開展綜合評判[13],運用物元[14]、DEA[15]、灰色關(guān)聯(lián)度[16]等方法開展損失評估.
亞太地區(qū)包含世界上最大的大洲、大洋,氣候復(fù)雜多變,區(qū)域差異明顯,成為洪澇災(zāi)害發(fā)生最頻繁的地區(qū)[17-18].根據(jù)EM-DAT[19],1900—2010年全球共發(fā)生洪澇災(zāi)害2 806次,造成死亡人口689.19萬人,受災(zāi)人口28.5億人次,經(jīng)濟損失達2.65億美元.其中,亞洲發(fā)生洪澇災(zāi)害1 125次,死亡676.25萬人,受災(zāi)人口27.4億人次,經(jīng)濟損失達1.32億美元;分別占全球的40.1%、98.1%、96.3%和49.85%.此外,洪澇災(zāi)害在亞洲自然災(zāi)害造成的損失中所占比重較大.據(jù)統(tǒng)計,1900—2010年間亞洲共發(fā)生各類自然災(zāi)害3 402次,造成死亡人口1 728.36萬人,受災(zāi)人口52.3億人次,經(jīng)濟損失達4.61億美元;洪澇災(zāi)害的發(fā)生次數(shù)和造成損失分別占亞洲自然災(zāi)害總量的33.1%、39.1%、52.6%和28.6%.可以看出,洪澇災(zāi)害所影響人口占各類自然災(zāi)害的1/2以上,其發(fā)生次數(shù)、造成死亡人口和經(jīng)濟損失占各類自然災(zāi)害的1/3左右.因而,亞洲是世界上自然災(zāi)害最為嚴重的地區(qū),洪澇災(zāi)害又是亞洲地區(qū)主要的災(zāi)害類型.隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,人類活動和氣候變化對洪澇災(zāi)害的影響越來越明顯[20],經(jīng)濟全球化趨勢[21]則會進一步放大洪澇災(zāi)害的影響.目前關(guān)于亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害的研究仍相對較少,本文開展亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害時空特征的研究,以期掌握亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害的時空分布格局,為進一步加強亞太地區(qū)的防洪減災(zāi)工作,降低洪澇災(zāi)害造成的生命和財產(chǎn)損失提供科學(xué)依據(jù)和參考.
亞洲太平洋地區(qū)地形條件復(fù)雜、地域遼闊,按照空間位置分為東亞、東南亞、南亞、西亞、中亞和北亞,加上澳大利亞和太平洋島國共由72個國家和地區(qū)組成,其中亞洲國家48個,太平洋國家和地區(qū)24個,占世界總?cè)丝诘?1%.亞太地區(qū)僅有少數(shù)經(jīng)濟較發(fā)達的國家和地區(qū),大部分國家屬于發(fā)展中國家,也有極度貧困落后的地區(qū),集中了全世界絕大多數(shù)的貧困人口.亞太地區(qū)是新興經(jīng)濟體集中分布的區(qū)域,一方面經(jīng)濟快速發(fā)展,社會財富高度集中,人口密度較大;另一方面,基礎(chǔ)設(shè)施、防災(zāi)減災(zāi)能力建設(shè)相對滯后,受各類自然災(zāi)害的影響比較嚴重.
亞太部分國家因處于沿海、靠近火山或地質(zhì)條件脆弱區(qū),易遭受自然災(zāi)害[22].全球約有70%的自然災(zāi)害發(fā)生在亞太地區(qū),且災(zāi)害類型多樣,如地質(zhì)災(zāi)害(地震、崩塌、滑坡、泥石流)、水文氣象災(zāi)害(洪水、颶風(fēng)、干旱)及森林、草原火災(zāi)等.自2004年以來,亞太地區(qū)發(fā)生了多次巨災(zāi),如2004年12月的印度洋海嘯、2005年1月的南亞大地震、2006年2月發(fā)生的菲律賓泥石流災(zāi)害、2008年5月中國四川汶川特大地震、2011年3月的日本3·11大地震,都造成了慘重的人員傷亡和財產(chǎn)損失,嚴重影響了當?shù)厣鐣?jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展.
本文采用的自然災(zāi)害數(shù)據(jù)均來源于EM-DAT(OFDA/CRED國際災(zāi)害數(shù)據(jù)庫),收錄于該數(shù)據(jù)庫中的每一次災(zāi)害必須滿足下列四個條件之一:a.死亡人口在10人以上;b.受災(zāi)人口在100人以上;c.當?shù)卣l(fā)出過國際求助;d.當?shù)卣剂司o急狀態(tài).
洪災(zāi)一般發(fā)生在汛期和以降水為主要補給的河流中下游地區(qū).澇漬是洼地積水不能及時排除的現(xiàn)象,多發(fā)生在蒸發(fā)弱、排水不暢的低洼地.由于洪水和澇漬往往接連發(fā)生,在低洼地區(qū)很難截然分開,一般通稱為洪澇.洪澇災(zāi)害既有自然屬性,又有社會經(jīng)濟屬性[23].自然屬性是指洪水的自然變異程度達到一定標準,主要受地理位置、氣候條件、地形地勢等因素的影響[24].在地理位置上,洪澇往往發(fā)生在大陸邊緣地帶;從氣候因素來看,洪澇災(zāi)害主要集中在中低緯度臺風(fēng)暴雨多發(fā)地區(qū)[25],如亞熱帶季風(fēng)區(qū)、亞熱帶濕潤氣候區(qū)、溫帶海洋性氣候區(qū);從地形因素看,地形地勢對洪澇災(zāi)害的強度、空間分布影響顯著[26],江河兩岸尤其是中下游地區(qū),是洪水的直接威脅區(qū),低洼地容易發(fā)生澇漬.社會經(jīng)濟屬性是指洪澇在有人類活動的地方才能形成災(zāi)害,沒有人類活動的地方只有“洪澇”,而無“災(zāi)害”.有研究表明極端氣候事件[27]、土地利用[28]、氣候變化[29]以及厄爾尼諾(ENSO)現(xiàn)象也與洪澇災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展有著密切聯(lián)系[30-32].
受上述因素共同影響,洪澇災(zāi)害具有明顯的季節(jié)性、區(qū)域性和重復(fù)性,也具有較強的破壞性和普遍性[33],在山區(qū)、濱海、河流入??凇⒑恿髦邢掠渭氨ㄖ苓叺鹊貐^(qū)都可能發(fā)生洪澇災(zāi)害.從全球范圍來看,洪澇災(zāi)害主要發(fā)生在多臺風(fēng)暴雨地區(qū),由于臺風(fēng)是產(chǎn)生于熱帶海洋上的強熱帶氣旋,經(jīng)過時常伴隨著大風(fēng)、暴雨或特大暴雨等強對流天氣[34].短時強降雨經(jīng)常會誘發(fā)一系列次生災(zāi)害和衍生災(zāi)害,形成災(zāi)害鏈[35-37].以臺風(fēng)和暴雨為中心,不僅能直接誘發(fā)洪水、澇漬、水土流失、風(fēng)暴潮、巨浪等直接災(zāi)害,還會通過洪水和風(fēng)暴潮進一步導(dǎo)致崩塌、滑坡、泥石流、海水污染和機械故障等衍生災(zāi)害,且衍生災(zāi)害之間又會相互影響,引起病蟲害、斷電、火災(zāi)等,從而加重洪澇災(zāi)害的影響.
利用亞太地區(qū)1990—2010年的洪澇災(zāi)害歷史數(shù)據(jù),繪制了1990—2010年亞太洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)年際變化圖(圖1).可以看出,近20年來整個亞太地區(qū)洪災(zāi)發(fā)生次數(shù)有明顯的上升趨勢,由1990年的23次增長到2006年的最高101次,增加339.13%.特別是西亞地區(qū),1990年的洪澇災(zāi)害只有1次,2005年最高則達17次,增長16倍;其次,中亞地區(qū)的洪澇災(zāi)害也上升近400%;東南亞地區(qū),由1990年的6次增加到2007年的最高32次,洪澇災(zāi)害也增長4.3倍.
圖1 1990—2010年亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)年際變化圖Fig.1 The number of floods in the Asia-Pacific region from 1990to 2010
與洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)的增長趨勢相同,亞太地區(qū)每次洪澇災(zāi)害死亡人口有明顯的上升趨勢(圖2).亞太地區(qū)每次洪澇災(zāi)害的死亡人數(shù)由1990年的70.52人上升到2010年的95.21人,增加35.01%.亞太各區(qū)域中,大多呈現(xiàn)出類似的變化趨勢,尤其是南亞地區(qū)由1990年的57.56人上升到2005年的153.71人,增加167.04%,主要與該地區(qū)近年來頻繁遭受較大規(guī)模的洪澇災(zāi)害有關(guān).
1990—2010年,亞太地區(qū)每次洪澇災(zāi)害造成經(jīng)濟損失也呈現(xiàn)明顯上升趨勢(圖3).每次洪澇災(zāi)害造成經(jīng)濟損失由1990年的12.93千萬美元上升到2010年的61.06千萬美元,上升372.24%.東亞、南亞、西亞、太平洋地區(qū)的每次洪澇災(zāi)害造成經(jīng)濟損失均有不同程度的上升;中亞和東南亞地區(qū)的經(jīng)濟損失波動較大,但總體上也呈現(xiàn)上升趨勢.
圖2 1990—2010年亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害死亡人口年際變化圖Fig.2 Deaths caused by the flood in the Asia-Pacific region from 1990to 2010
圖3 1990—2010年亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害經(jīng)濟損失年際變化圖Fig.3 Economic losses caused by the flood in the Asia-Pacific region from 1990to 2010
從近20年亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害變化趨勢來看,受全球氣候變化等因素的影響,極端天氣氣候事件及其引起的洪澇災(zāi)害明顯增多,造成的死亡人口和經(jīng)濟損失總體呈上升趨勢,同時影響范圍廣的大型洪澇災(zāi)害能夠改變一個地區(qū)的洪澇災(zāi)害變化趨勢,如1996—1998年間,東亞地區(qū)洪澇災(zāi)害的數(shù)量、死亡人口和經(jīng)濟損失均因極端災(zāi)害事件被分為明顯的兩個階段,與中國1998年特大洪澇災(zāi)害高度相關(guān)[38-39].從空間分布上,由于西太平洋地區(qū)是臺風(fēng)主要發(fā)源地,面對太平洋的東亞、東南亞因臺風(fēng)暴雨發(fā)生洪澇災(zāi)害的概率顯著高于其他地區(qū)[33].中亞由于遠離大洋,降水稀少,發(fā)生洪澇災(zāi)害的次數(shù)極少;而太平洋地區(qū)則由于直接面對大洋,經(jīng)歷較多的臺風(fēng)暴雨而形成洪澇.在洪澇災(zāi)害造成死亡人口方面,盡管南亞發(fā)生洪澇災(zāi)害的次數(shù)通常低于東南亞,但死亡人口顯著高于東南亞,主要原因是南亞受地形影響較大,大的臺風(fēng)暴雨過程易受喜馬拉雅山阻擋使災(zāi)情放大[40-41],而東南亞地區(qū)多平原和丘陵,能夠使臺風(fēng)的能量逐漸釋放殆盡,同一規(guī)模的臺風(fēng)暴雨對不同區(qū)域的影響顯著不同.關(guān)于經(jīng)濟損失,在洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)相近的情況下,東亞地區(qū)的經(jīng)濟損失顯著高于其他地區(qū),主要由于東亞地區(qū)經(jīng)濟比較發(fā)達,一次較大洪澇災(zāi)害可能會摧毀多年的經(jīng)濟積累.
從月度變化趨勢(圖4)來看,亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害的發(fā)生次數(shù)、死亡人口和經(jīng)濟損失均具有明顯的月際變化特征.從發(fā)生次數(shù)來看,東亞地區(qū)洪澇災(zāi)害的頻發(fā)期為6—8月;南亞地區(qū)洪澇災(zāi)害的頻發(fā)期為6—10月;東南亞、西亞和太平洋地區(qū)全年均有發(fā)生,其中東南亞總體發(fā)生次數(shù)較多,僅在3—5月出現(xiàn)一個低谷,其他月份較為平穩(wěn);西亞洪澇災(zāi)害發(fā)生頻率較高的是3—8月,但相對其他地區(qū)全年各月份差異較?。窖蟮貐^(qū)的洪澇災(zāi)害主要發(fā)生在秋冬季節(jié),也就是南半球的春季和夏季.
圖4 1990—2010年亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)月度變化圖Fig.4 Monthly changes of the flood number in the Asia-Pacific region from 1990to 2010
從洪澇災(zāi)害造成的死亡人口和經(jīng)濟損失來看(圖5、6),各地區(qū)洪澇造成死亡人口較多和經(jīng)濟損失較大的月份也有顯著差異.東亞主要在6—8月,南亞在7—10月,正是當?shù)嘏_風(fēng)和強臺風(fēng)多發(fā)的季節(jié),西亞主要在12月份.綜合亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害的時空分布特征,可以看出,東亞地區(qū)洪澇災(zāi)害集中發(fā)生在每年6—8月,南亞地區(qū)集中發(fā)生在6—10月,東南亞、西亞和太平洋地區(qū)貫穿全年均有發(fā)生,但總的發(fā)生次數(shù)相對東亞和南亞地區(qū)較少.
圖5 1990—2010年亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害死亡人口月度變化圖Fig.5 Monthly changes of deaths caused by the flood in the Asia-Pacific region from 1990to 2010
圖6 1990—2010年亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害經(jīng)濟損失月度變化圖Fig.6 Monthly changes of economic losses caused by the flood in the Asia-Pacific region from 1990to 2010
1990—2010年,在亞太地區(qū)所包括的六個區(qū)域中,東南亞地區(qū)洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)最多,達到337次,占亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害總發(fā)生次數(shù)的30.86%;南亞和東亞地區(qū)洪澇災(zāi)害造成死亡人口居前兩位,達到4.48萬人和2.67萬人,分別占到亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害造成死亡人口的48.74%和29.01%;東亞地區(qū)洪澇受災(zāi)人口最多,達到16.8億人次,占到亞太地區(qū)洪澇受災(zāi)總?cè)丝诘?8.03%;洪澇災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失也是東亞地區(qū)最大,達到16764.4千萬美元,占亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害造成全部經(jīng)濟損失的70.58%(表1).
表1 1990—2010年亞太地區(qū)各區(qū)域洪澇災(zāi)害情況Tab.1 The distribution of flood disaster in the Asia-Pacific subregion from 1990to 2010
1990—2010年,在選取的41個亞太地區(qū)典型國家中,東亞的中國和南亞的印度洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)合計達287次,占亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害發(fā)生總數(shù)的26.28%(表2),中國、印度發(fā)生洪澇災(zāi)害次數(shù)較多,與兩國廣闊的國土面積和多種氣候類型有關(guān).此外,印度尼西亞、伊朗、孟加拉、菲律賓、泰國、阿富汗、越南、巴基斯坦8國的洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)均超過45次.相對而言,西亞的科威特、伊拉克、黎巴嫩、約旦,中亞的烏茲別克斯坦、土庫曼斯坦和太平洋地區(qū)部分國家洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)較少.洪澇災(zāi)害造成的死亡人口、受災(zāi)人口以及經(jīng)濟損失也大致呈現(xiàn)類似規(guī)律.
表2 1990—2010年間亞太地區(qū)典型國家洪澇災(zāi)害情況Tab.2 The distribution of flood disaster in the Asia-Pacific typical country from 1990to 2010
每次洪澇災(zāi)害造成損失與洪澇災(zāi)害總體損失的分布規(guī)律不同.例如,每次洪澇災(zāi)害造成死亡人口最多的不是印度和中國,而是尼泊爾,高達178.85人/次.柬埔寨、塔吉克斯坦、不丹、朝鮮、韓國、也門等國家發(fā)生洪澇災(zāi)害的次數(shù)并不多,但平均每次洪澇災(zāi)害造成的死亡人口在亞太各國中相對較高.在洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)相對較多的斯里蘭卡、馬來西亞和澳大利亞,平均每次洪澇災(zāi)害造成的死亡人口較少.洪澇災(zāi)害造成的死亡人口既與當?shù)胤篮闇p災(zāi)能力有關(guān),也與當?shù)厝丝诿芏认嚓P(guān).
每次洪澇災(zāi)害造成經(jīng)濟損失最高的國家為朝鮮,達到11.34億美元/次,主要原因是朝鮮的經(jīng)濟發(fā)展水平相對落后,防洪減災(zāi)能力比較薄弱.除朝鮮外,每次洪澇災(zāi)害造成經(jīng)濟損失較高的國家是中國和日本,分別達到9.54億美元/次和6.63億美元/次.此外,韓國、孟加拉以及印度每次洪澇災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失也比較高.可以看出,每次洪澇災(zāi)害造成經(jīng)濟損失與亞太各國的經(jīng)濟密集度高度相關(guān),中國、日本、韓國、印度均是亞太地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平相對較高的國家,在空間布局上經(jīng)濟密集度較高.
由于亞太地區(qū)人口密度大,多數(shù)國家屬于發(fā)展中國家,經(jīng)濟發(fā)展水平相對較低,抵御洪澇災(zāi)害的能力較差,受洪澇災(zāi)害影響比較嚴重.綜合分析亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害的時間和空間分布特征,可以看出:亞太地區(qū)各國在洪澇災(zāi)害發(fā)生頻次、死亡人口、受災(zāi)人口和經(jīng)濟損失程度等方面存在較大區(qū)域差異.其中,東亞地區(qū)洪澇災(zāi)害集中發(fā)生在每年6—8月;南亞地區(qū)集中發(fā)生在6—10月;東南亞、西亞和太平洋地區(qū)貫穿全年均有發(fā)生,但發(fā)生次數(shù)相對東亞和南亞地區(qū)較少;南亞雖然不是洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)最多的地區(qū),但死亡人口在多數(shù)情況下高于其他地區(qū);而東亞的洪澇災(zāi)害經(jīng)濟損失要顯著高于其他地區(qū).
在洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)的年際變化方面,1990—2010年亞太地區(qū)洪澇災(zāi)害發(fā)生次數(shù)呈明顯上升趨勢,每次洪澇災(zāi)害造成的死亡人口和經(jīng)濟損失總體上也呈上升趨勢,尤其是南亞地區(qū)每次洪澇災(zāi)害造成的死亡人口和經(jīng)濟損失呈現(xiàn)出明顯上升趨勢,一方面與南亞地區(qū)近年來遭受了較大規(guī)模的洪澇災(zāi)害有關(guān);另一方面說明當?shù)胤篮闇p災(zāi)能力比較薄弱.亞太地區(qū)的41個典型國家中,洪澇災(zāi)害主要集中發(fā)生在中國和印度.每次洪澇災(zāi)害造成經(jīng)濟損失最高的國家為朝鮮,反映出朝鮮防洪減災(zāi)能力亟待加強.此外,中國、日本、韓國、印度幾個相對發(fā)達經(jīng)濟體在每次洪澇災(zāi)害中遭受的經(jīng)濟損失也比較高.每次洪澇災(zāi)害造成死亡人口最高的是尼泊爾,其次為印度和中國.
從洪澇災(zāi)害造成人員傷亡和經(jīng)濟損失來看,在時空分布上,主要集中在臺風(fēng)暴雨多發(fā)季節(jié)和災(zāi)害多發(fā)易發(fā)區(qū),在其他季節(jié)和地區(qū)發(fā)生的極端洪澇事件也經(jīng)常超出當?shù)胤篮闇p災(zāi)能力,給當?shù)卦斐奢^大損失,從而改變當?shù)睾闈碁?zāi)害的發(fā)生趨勢.因此,在制定區(qū)域防洪減災(zāi)規(guī)劃和構(gòu)建防洪減災(zāi)基礎(chǔ)設(shè)施時,除了要考慮常規(guī)洪澇災(zāi)害對當?shù)氐挠绊?,還應(yīng)將極端洪澇災(zāi)害事件的可能影響考慮在內(nèi),構(gòu)建穩(wěn)固的防洪減災(zāi)體系.
亞太各國社會經(jīng)濟發(fā)展水平和災(zāi)害管理水平差異較大,應(yīng)對洪澇災(zāi)害的能力也有明顯差距.近年來以中國為代表的東亞新興經(jīng)濟體經(jīng)濟快速發(fā)展、財富積累較快,但沒有形成與經(jīng)濟發(fā)展水平相匹配的防洪減災(zāi)能力,一旦發(fā)生較大洪澇災(zāi)害,則會造成較大經(jīng)濟損失.所以,今后亞太各國尤其是新興國家,除了提高災(zāi)前預(yù)警、預(yù)報和救災(zāi)能力以外,更應(yīng)加強與周邊國家在氣象數(shù)據(jù)和災(zāi)情信息等方面的交流和共享,共同提高防洪減災(zāi)能力.
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