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UNIDADE III FUNDAMENTOS DA METEOROLOGIA 2 Sumário Para início de converSa ...................................................................................... 5 venToS .......................................................................................................................... 6 TiPoS de venToS ............................................................................................................................... 7 circuLaÇÃo GeraL doS venToS ........................................................................... 8 nuvenS.......................................................................................................................... 9 maSSaS de ar e FrenTeS ....................................................................................... 11 maSSaS de ar.................................................................................................................................... 11 FrenTeS ................................................................................................................................................ 13 nevoeiroS .................................................................................................................... 14 TiPoS de nevoeiroS ........................................................................................................................ 15 nÉvoa Úmida e Seca ................................................................................................ 15 TrovoadaS .................................................................................................................. 16 TurBuLÊncia ............................................................................................................... 16 GeLo ................................................................................................................................ 17 3 FundamenToS de meTeoroLoGia unidade 3 Para início de converSa Prezado(a) aluno(a), seja bem-vindo(a) a nossa II unidade da nossa disciplina Fundamentos em Meteorologia. Desde o primeiro Guia você foi apresentado a diversos assuntos e conceitos. Você conheceu a teoria base da ciência meteorológica e suas ramificações. Especificamente na meteorologia voltada para atividades na aviação, você também ficou ciente dos órgãos que exercem essa atividade e a organização da área no nosso país. Nos Guias anteriores, também foi possível perceber cada aspecto relacionado à Atmosfera Terrestre. Vimos os movimentos terrestres, as variações da pressão atmosférica, os sistemas de pressão e compreendemos as diferenças entre os conceitos de calor e temperatura. Você pôde relembrar a definição e as fases do ciclo hidrológico, as características da umidade atmosférica e do ponto de orvalho. Ainda vimos sobre altimetria, estabilidade atmosférica e visibilidade aeronáutica, lembra? Muito já foi visto até aqui, concorda? Mas, ainda temos muito o que conhecer! Com satisfação podemos afirmar que já percorremos metade do caminho e com este terceiro Guia você poderá continuar a se aprofundar no conteúdo meteorológico aeronáutico. Seguiremos juntos abordando temas específicos e que serão fundamentais para o bom desempenho da sua rotina como profissional aeronauta. orienTaÇõeS da diSciPLina Este novo Guia apresentará variados temas com suas definições e características. Cada assunto a ser explorado está diretamente ligado à atividade aérea. Será possível observar as diferenças entre vento, vento de superfície e vento de altitude. Você conhecerá o processo de formação de nuvens, assim como suas classificações. Seguindo o conteúdo, o Guia trará os conceitos de massas de ar e frentes. Com isso, você entenderá os aspectos que envolvem nevoeiro, névoa úmida e névoa seca. Por fim, você terá noções de trovoadas, turbulências e conhecerá os tipos de formação de gelo. 4 PaLavraS do ProFeSSor No Guia anterior você iniciou a parte prática da disciplina com cálculos de altitude, temperatura e altimetria. Nessa nova unidade trarei uma abordagem mais teórica e continuaremos com a parte prática na próxima e última unidade. Mesmo com a ausência de cálculos, se faz necessário ressaltar que o conhecimento meteorológico a ser abordado está diretamente relacionado à viabilidade e segurança do voo. Sendo assim, preste bastante atenção em tudo que for apresentado e não deixe de estudar e se aprofundar nos temas. Sempre que surgirem dúvidas, lembre-se que você terá o auxílio do tutor da disciplina. Ele está à disposição para lhe orientar, através do fórum Dúvidas de Conteúdo (Ambiente Virtual de Aprendizagem). aceSSe Sua BiBLioTeca virTuaL Não deixe de acessar a Biblioteca Virtual e realizar a leitura do livro-texto da disciplina Fundamentos em Meteorologia. O livro traz aspectos já vistos de forma mais detalhada e oferece outros temas além dos abordados nos Guias de Estudos. Será essencial para garantir seu desempenho ao longo do módulo. Preparado(a) para começar com o conteúdo específico? Então, vamos lá! venToS Define-se vento, o deslocamento do ar atmosférico no sentido horizontal. O deslocamento ocorre pela diferença de pressão entre os sistemas de pressão e se desloca (sopra), de um sistema de alta pressão para um sistema de baixa pressão. Guarde eSSa ideia! Os ventos interferem na aviação através dos: • Ventos de superfície: nas fases de pousos e decolagens. • Ventos de altitude: na fase de navegação aérea. 5 FORÇAS ATUANTES Existem forças que atuam e influenciam a ocorrência e intensidade dos ventos. São elas: 1. Força do gradiente de pressão (G): conhecida como força motriz do vento, é a força que dá origem ao deslocamento do ar. 2. Força de gravidade: é a força que prende o ar à superfície. Ela é mais intensa nos polos e age em direção ao centro da Terra. 3. Força centrífuga (C): é a força que age contra à força da gravidade. Ela será mais intensa sobre o Equador. 4. Força de Coriólis (F): conhecida como força desviadora, é a força que desvia os ventos da su- perfície terrestre, provocando o deslocamento do ar para a esquerda e para a direita, dos Polos para o Equador. Esse deslocamento está relacionado ao movimento de rotação da Terra. 5. Força de atrito (A): é a força que age contra ao deslocamento do vento. Ele dependerá da oro- grafia da região. vocÊ SaBia? A força de atrito (A) diminui a velocidade do vento nas camadas mais baixas da atmosfera, atuando sobre as seguintes superfícies: »» Marítima - até 600m sobre a água. »» Terrestre - até 900m sobre a terra plana. »» Regiões montanhosas - até 1800m sobre a área montanhosa. TiPoS de venToS Observe agora os tipos de vento: »Barostróficos: ocorrem exclusivamente pela ação da força de gradiente de pressão e alcançam até 600m de altura. »Geostrófico: conhecido por ser o vento mais próximo do vento real, ocorre pela ação das forças de gradiente de pressão e de Coriólis. »Gradiente: conhecido por sua alta velocidade, ocorre pela ação das forças de gravidade e de Coriólis. O vento gradiente sopra acima do vento geostrófico. »Ciclostrófico: são ventos de furacões, ocorrem pela ação das forças de gradiente e centrífuga. O vento ciclostrófico sopra próximo ao Equador. »De Superfície: é o vento indicado nas mensagens meteorológicas, ocorre pela ação das forças de gradiente, atrito e Coriólis. O vento de superfície sopra entre a superfície terrestre até 100m de altura. ??? 6 circuLaÇÃo GeraL doS venToS Já vimos que os ventos se deslocam de um sistema de alta pressão para um de baixa. Será necessário destacar que todo sistema de alta pressão é chamado de anticlônico (ventos descendentes e divergentes), e que todo sistema de baixa pressão é chamado de clônico (ventos convergentes e ascendentes). Fonte: LINK A circulação dos ventos ocorrerá sob três aspectos: zona de confluência intertropical, baixas altitudes e altas altitudes. Dessa forma, observe as variáveis a seguir: » Ventos contra-alíseos: sopram próximoao Equador e atingem até 50kt. » Jatos de este: sopram próximo a latitude 20o (acima de 40.000ft) de cada hemisfério e atingem até 60kt. » Corrente de Berson: sopra sobre o Equador (acima de 60.000ft) e atinge velocidade acima de 100kt. » Vento de Krakatoa: sopra na estratosfera e atinge até 100kt. » Vórtices Polares: é o vento que desce sobre os Polos e atinge até 200kt. » Jet Stream: sopra sobre as latitudes temperadas e atinge até 200kt. Essa corrente de jato ante- cede frentes frias e acompanha turbulências. http://sereduc.com/t1BrR0 7 A orografia de determinadas regiões também pode influenciar nas circulações dos ventos. Veja os tipos de ventos relacionados à essa condição: » Brisa marítima: sopra do mar para a terra durante o dia. » Brisa terrestre: sopra da terra para o mar durante a noite. » Vento de vale: sopra do vale para o topo da montanha. » Vento de montanha: sopra da montanha para o vale durante a noite. » Vento de Fohen: sopra no topo das montanhas. »Monções: sopram nas regiões litorâneas. dicaS O vento de vale é conhecido como anabático (sobe à barlavento da montanha). O vento de montanha é conhecido como catabático (desce à sotavento da montanha). veja oS vídeoS! Para saber mais detalhes da definição do vento, suas características e classificações, sugiro que você assista os dois videos através dos links: LINK LINK 2 aceSSe Sua BiBLioTeca virTuaL Para se desenvolver no próximo tópico, será necessário que você reforce a leitura e estudo do livro-texto da disciplina páginas 69-78. nuvenS As nuvens são formadas por uma sequência de fatores que envolvem movimento e temperatura das parcelas de ar. As diferentes formas visíveis das nuvens demonstram a estabilidade ou a instabilidade da atmosfera terrestre. De forma resumida, trarei um panorama da classificação das nuvens considerando os seguintes aspectos: forma, estrutura, estágio e gênero. Vamos lá! NUVENS QUANTO À FORMA • Cumuliformes: apresentam desenvolvimento vertical e são oriundas de sistemas instáveis. • Estratiformes: apresentam desenvolvimento horizontal e são oriundas de sistemas estáveis. https://www.youtube.com/watch%3Fv%3DqENKekP6mJQ%20e https://www.youtube.com/watch%3Fv%3DI6hip1N00wE 8 NUVENS QUANTO À ESTRUTURA • Sólidas: apresentam cristais de gelo em sua estrutura. • Mistas: apresentam água nos estados sólidos e líquidos em sua estrutura. • Líquidas: apresentam água no estado líquido em sua estrutura. NUVENS QUANTO AO ESTÁGIO • Altas: apresentam estrutura sólida e se formam acima de 5000m de altura. • Médias: apresentam estrutura mista e se formam entre 2000 e 8000m de altura. • Baixas: apresentam estrutura líquida e se formam entre 120 e 2000m de altura. NUVENS QUANTO AO GÊNERO • Cirrus (CI): apresentam aspecto fibroso e filamentos. Antecedem a passagem de uma Frente. • Cirrocumulus (CC): apresentam uma camada fina em forma de grãos. Influenciam turbulência em altitude. • Cirrostratus (CS): apresentam aspecto fibroso em forma de véu, conhecido como fenômeno de halo. • Altocumulus (AC): apresentam precipitação que não chegam a atingir o solo. Influenciam a turbulência orográfica. • Altostratus (AS): apresentam aspecto estriado, fibroso ou uniforme que cobrem parcialmente ou completamente o céu. Influenciam a chuva com caráter contínuo. • Nimbostratus (NS): apresentam uma camada de nuvens cinzentas que cobrem o sol. Influenci- am pancadas de chuva ou de neve. • Stratocumulus (SC): apresentam camadas cinzentas ou esbranquiçadas. Influenciam ventos fortes e agitados dentro da nuvem, e suaves e calmos fora da nuvem. • Stratus (ST): apresentam bancos esfarrapados e temperaturas muito baixas. Influenciam chuvis- cos, prismas de gelo ou grãos de neve. • Cumulus (CU): apresentam aspecto denso e de contorno bem delineado. Influenciam turbulência térmica ou convectiva com caráter de pancada. • Cumulonimbus (CB): apresentam formas de bigorna com aspecto liso, fibroso ou estriado. In- fluenciam trovoadas, relâmpagos, queda de granizo, turbulência severa e furacões. • Cumulus Congestus (TCU): apresentam correntes ascendentes no interior da nuvem e com velocidade de até 20m/s. 9 viSiTe a PáGina Que tal ler um pouco mais sobre as nuvens e reconhecer por imagem o aspecto físico de cada tipo? Sugiro a leitura do LINK. maSSaS de ar e FrenTeS MASSAS DE AR Iremos iniciar esse tópico conhecendo a definição de massa de ar. Massa de ar é um grande corpo de volume de ar como homogeneidade horizontal que cobre uma grande extensão de área. Ela sempre apresentará características de pressão, temperatura e umidade. Sua classificação será a partir de três aspectos: origem, umidade e temperatura. Irei detalhar cada um. Quanto à região de origem: • Polar (P): formação nos polos. • Tropical (T): formação nas latiudes tropicais. • Equatorial (E): formação na faixa do Equador. Quanto à região de umidade: • Marítima ou Atlântica (m/a): formação sobre os oceanos. Massas mais úmidas. • Continental (c): formação sobre os continentes. Massas mais secas. Quanto à temperatura: • Quente (w): massa mais quente que a superfície sobre o deslocamento. • Fria (k): massa mais fria que a superfície sobre o deslocamento. dicaS As massas de ar polares são mais secas que as tropicais e equatoriais. Isso porque o teor de evaporação do gelo é consideravelmente baixo. Trazendo para o contexto aeronáutico e agora que você já conheceu a definição de mas- sa de ar e suas classificações, iremos exemplificar as condições de tempo esperadas para as massas de ar quente e fria. http://meioambiente.culturamix.com/natureza/tipos-de-nuvens-principais http://meioambiente.culturamix.com/natureza/tipos-de-nuvens-principais. 10 CARACTERÍSTICAS DO TEMPO NA MASSA DE AR FRIA: »» Deslocamento rápido; »» Instabilidade; »» Ventos fortes; »» Ar agitado; »» Turbulência; »» Formação de gelo claro; »» Nuvens cumuliformes; »» Boa visibilidade (exceto em precipitação); »» Gradiente térmico maior que 1oC/100m. CARACTERÍSTICAS DO TEMPO NA MASSA DE AR QUENTE: »» Deslocamento mais lento; »» Estabilidade; »» Ventos fracos; »» Ar calmo; »» Formação de gelo opaco; »» Nuvens estratiformes; »» Visibilidade restrita (névoa úmida ou nevoeiro); »» Gradiente térmico menor que 1oC/100m. 11 vocÊ SaBia? Com as definições descritas acima, você consegue identificar as massas de ar que atuam no Brasil? São elas: Continental equatorial, continental tropical, marítima equatorial, marítima tropical e marítima polar. Fonte: LINK veja o vídeo! No link a seguir (VÍDEO) você encontrará um resumo rápido e visual de tudo que vimos sobre massas de ar (conceito, subdivisões e as massas que atuam no Brasil). Não deixe de assistir! FrenTeS Caro(a) aluno(a), você deve ter percebido que o Guia tem apresentado uma grande quantidade de con- ceitos e classificações. Como dito no início, essa unidade aborda uma parte mais teórica da disciplina. O entendimento desses temas será fundamental para o seu desempenho como aeronauta. Veremos agora a definição de frentes e os tipos relacionados. ??? http://www.geografiaopinativa.com.br/2016/03/massas-de-ar-que-atuam-no-brasi.html https://www.youtube.com/watch%3Fv%3D37Vi7UQAF3k 12 Definição: Frente é a área onde ocorre o encontro de duas massas de ar com características diferentes (pressão temperatura e umidade). É importante ressaltar que a frente também é conhecida como cavado térmico. TIPOS DE FRENTES • Fria: com deslocamento rápido e intenso, o ar polar empurra o ar tropical. • Quente: com deslocamento mais lento e calmo, o ar tropical empurra o ar polar. • Estacionária: deslocamento lento ou inexistente, as massas envolvidas apresentam caracterís- ticas semelhantes. • Oclusa: quando o ar mais frio de uma massa se desloca para o menos frio de outra massa, ou, vice e versa. Fonte: LINK nevoeiroS Os nevoeiros são nuvens formadas à superfície. Sua formação está relacionada ao ar estável, baixa temperatura,alta umidade (maior que 97%) e ventos fracos. Os nevoeiros reduzem a visibilidade horizontal para menos de 1000m e muitas vezes restringem as operações de pouso e decolagem nos aeródromos. Fonte: LINK https://www.grupoescolar.com/pesquisa/frentes-quentes-e-frentes-frias.html http://radaraereo.blogspot.com.br/2017/05/pelo-quarto-dia-nevoeiro-no-rio-cancela.html. 13 TiPoS de nevoeiroS Os nevoeiros se classificam como sendo de massas de ar ou frontais. Listarei abaixo as subdivisões desses dois aspectos. Massas de ar de radiação: formados sobre a superfície terrestre pelo processo de radiação. • De advecção: formados pelo deslocamento de massas de ar no sentido horizontal. • De vapor: consiste em uma parcela de ar fria sobre superfícies líquidas quentes. • De brisa marítima: consiste no deslocamento de massa de ar quente sobre a orla maríti- ma fria. • Marítimo: consiste no deslocamento de massa de ar quente sobre a superfície marítima fria. • Orográfico: consiste no deslocamento de massa de ar quente e úmida sobre a enconsta de uma montanha fria. • Glacial: consiste no deslocamento de massa de ar sobre os polos pela sublimação do vapor d’água. Frontais: • Pré-frontal: formado após a passagem de uma frente fria. • Pós-frontal: formado após a passagem de uma frente quente. nÉvoa Úmida e Seca Já vimos até aqui os tipos de nevoeiros, assim como a particularidade de cada um. Seu impacto no desenvolvimento da atividade aérea está relacionado à restrição de visibilidade. Além dos nevoeiros existem alguns fenômenos classificados como hidrometeoros e litometeoros que também possuem uma relação direta com a visibilidade aeronáutica. Destacarei a seguir dois desses fenômenos: • Névoa úmida (hidrometeoro): são partículas de água suspensas no ar e que restringem a precipitação acima de 1000m. A umidade relativa desse fenômeno está acima de 80%. • Névoa seca (litometeoro): são partículas de argila e areia suspensas no ar e que restringem a visibilidade horizontal acima de 1000m. A umidade relativa desse fenômeno está abaixo de 80%. 14 vocÊ SaBia? Os hidrometeoros são fenômenos que apresentam água em sua formação. Por exemplos: orvalho, geada, escarcha, sincelos chuva, chuvisco, neve, granizo, saraiva e névoa úmida. Os litometeoros são fenômenos formados pos partículas secas e que não apresentam água em sua formação. Por exemplos: poeira, fumaça e névoa seca. Não se preocupe! Nós veremos esse tema de forma mais efetiva na próxima unidade. TrovoadaS As trovoadas são conceituadas como o estágio final do desenvolvimento de uma nuvem cumulonimbus (CB). Os efeitos causados no tempo pelas trovoadas são: precipitação intensa (chuva ou granizo), cortan- tes de ventos, rajadas de vento, microbursts, relâmpagos e variação na pressão atmosférica. Basicamente, são classificadas em três tipos: • Térmica: causada pelo aquecimento da superfície terrestre. • Orográfica: é estacionária e com formação no topo de montanhas. • Dinâmica ou Frontal: causa o fenômeno linha de instabilidade, se forma como um paredão das nuvens CB, no setor pré-frontal de uma frente e a uma distância de aproximadamente 100km. TurBuLÊncia Você já deve ter ouvido sobre turbulência em voos e o sentimento de medo que gera em torno de alguns passageiros por causa desse fenômeno. Talvez você até seja uma das pessoas que temem passar por turbulências ao voar. Fique tranquilo(a), os aviões estão cada vez mais equipados estruturalmente e tec- nologicamente para suportar os esforços causados pelas turbulências. viSiTe a PáGina Antes de iniciarmos a exploração do tema, aconselho a leitura do artigo a seguir LINK que traz a opinião de alguns pilotos sobre a segurança do voo em situações de turbulências. Vamos entender o conceito de turbulência? Turbulência é uma flutuação casual, irregular e agitada dos ventos. Essa condição ocorre por diversos fatores relacionados à variação de temperatura e orografia local. ??? https://www.vice.com/pt_br/article/9a9gbd/pilotos-explicam-por-que-voce-nao-deve-se-preocupar-com-turbulencias 15 Podemos destacar cinco tipos principais de turbulências: • Convectiva ou termal: causada pelo aquecimento irregular da superfície terrestre. • Orográfica: ocorre próxima ao topo de montanhas e provoca o “efeito de Foehn”, fenômeno perigoso para voos em baixa altitudes nessas regiões. • Mecânica: causada pelo desnível do solo ou por construções. • Esteira de turbulência: causada pelo ar quente das turbinas de aeronaves de grande porte, condição perigosa para aeronaves de pequeno porte que estejam sobrevoando próximo. • Céu claro: ocorre em altas altitudes juntamente com as correntes de vento Jet Streams. Tam- bém conhecida como CAT, apresenta perigo para voos por não serem identificadas visivelmente. viSiTe a PáGina Indico o resumo desse tema oferecido pela ANAC. Além da explicação sobre o concei- to, a leitura aborda a influência das turbulências nas operações de voo. Você poderá ler através do LINK. GeLo Prezado(a) estudante, Gelo e sua formação em aeronaves será o último tópico que abordaremos no Guia de Estudos da unidade 3. Quando em voo, o gelo provoca diversos problemas em aeronaves. Aumento de peso, arrasto e consumo de combustível. Perda de velocidade, sustentação, autonomia, dentre outros fatores prejudiciais. Atualmente, a aviação conta com três principais sistemas de antigelo em aeronaves: » Sistema de quebra-gelo hidráulico, por ar comprimido; » Sistema de aletas ocas para fluxo de ar quente em motores turbojatos; » Sistema elétrico em motores turbohélices; » Sistema de fluidos anticongelantes. Veremos agora os tipos de gelo: • Claro: formação em ar instável com temperatura entre 0oC e -10oC. É considerado o mais perigoso para a aeronave e é de difícil remoção. O gelo claro também é conhecido como gelo de cristal ou liso. • Opaco: formação em ar estável com temperatura entre -10oC e -20oC. É considerado menos pe- rigoso para a aeronave e é mais fácil de ser removido. O gelo opaco também é conhecido como amorfo, granulado ou escarcha. http://www.anac.gov.br/assuntos/setor-regulado/profissionais-da-aviacao-civil/meteorologia-aeronautica/condicoes-meteorologicas-adversas-para-o-voo/turbulencia 16 PaLavraS FinaiS Prezado(a) aluno(a), encerramos mais uma unidade da nossa disciplina. Este Guia apresentou diversos conceitos técnicos que caracterizam a ciência meteorológica. Nosso foco é na área da meteorologia aplicada à aviação e assim, também foi possível observar a influência dos fatores e fenômenos abordados no desenvolvimento da atividade área. Iniciamos essa unidade falando sobre ventos, suas definições e características. Continuamos o assunto com nuvens e você pôde conhecer o seu processo de formação e cada tipo existente com formas físicas e peculariedades. As especifidades de massas de ar e frentes foram citadas e na sequência você pôde associar a classificação dos nevoeiros e a sua influência na visibilidade aeronáutica. Além disso, foram apresentadas as características de névoa úmida e névoa seca. Por fim, o Guia ressaltou o conceito de trovoada, turbulência e gelo. Com isso, você observou e caracterizou a influência desses fatores e fenômenos na segurança de voo. A próxima unidade será a última e como prometido você terá acesso a partes mais práticas do conteúdo, através da interpretação das mensagens meteorológicas que diariamente são disponibilizadas aos aeronavegantes pelo mundo. Mantenha o ritmo de estudos e revise sempre que possível tudo que já foi abordado. Te vejo na próxima e última unidade, até lá! reFerÊnciaS BiBLioGráFicaS BARROS, W. Meteorologia Aeronáutica - Piloto Privado. 1a Edição - Editora Bianch, São Paulo. SP. 2014. BIANCHINI, Denis. Meteorologia para pilotos - Piloto Privado e Comercial. 1a Edição - Editora Bianch, São Paulo. SP. 2017. Condições meteorológicos adversas para o voo. Disponível em: LINK.Acesso em março de 2018. OLIVEIRA, C.P. Fundamentos em Meteorologia. 1a Edição - Editora Person, São Paulo. SP. 2018. SONNEMAKER, J.B. Meteorologia. 30a Edição - Editora Asa, São Paulo. SP. 2009. Tipos de nuvens principais. Disponível em: LINK. Acesso em março de 2018. Turbulências. Disponível em: LINK. Acesso em março de 2018. YNOUE, R.Y. Meteorologia: Noções Básicas. 1a Edição - Editora Oficina de Textos, São Paulo. SP. 2017. http://www.anac.gov.br/assuntos/setor-regulado/profissionais-da-aviacao-civil/meteorologia-aeronautica/condicoes-meteorologicas-adversas-para-o-voo/turbulencia http://meioambiente.culturamix.com/natureza/tipos-de-nuvens-principais http://meioambiente.culturamix.com/natureza/tipos-de-nuvens-principais. https://www.vice.com/pt_br/article/9a9gbd/pilotos-explicam-por-que-voce-nao-deve-se-preocupar-com-turbulencias _GoBack Para início de conversa VENTOS TIPOS DE VENTOS CIRCULAÇÃO GERAL DOS VENTOS NUVENS MASSAS DE AR E FRENTES MASSAS DE AR FRENTES NEVOEIROS TIPOS DE NEVOEIROS NÉVOA ÚMIDA E SECA TROVOADAS TURBULÊNCIA GELO
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