C4 DA TE : TE 2.1 Synergie • TE S2 • Corrigé Une partie du rayonnement solaire est réfléchie par l’atmosphère vers l’espace. 2 3 élevée : Les montages 3 et 4. Synergie • Terre et espace • Concept 2.1 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. effet de serre renforcé qui accentue le phénomène du réchauffement climatique. En augmentant les quantités de gaz à effet de serre dans l’atmosphère, on crée un situation actuelle de réchauffement climatique sur la Terre ? 7. Quel lien pouvez-vous établir entre les résultats de l’expérience réalisée pas les élèves et la et demeure inchangée plus longtemps lorsque la lampe est éteinte. 6. Comment la température se comporte-t-elle dans les montages avec effet de serre renforcé ? La température subit une plus grande augmentation lorsque la lampe est allumée e) L’effet de serre renforcé : Les montages 3 et 4. d) L’effet de serre naturel : Le montage 2. 4 2 1 6 3 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Figure 1 L’effet de serre naturel. Surface de la Terre Atmosphère 5 Espace Synergie • Terre et espace • Concept 2.1 Une partie des rayons infrarouges traverse l’atmosphère et atteint l’espace. 9 La Terre reçoit de l’énergie solaire. 5 6 Une partie du rayonnement solaire est absorbée par l’atmosphère et atteint la surface terrestre. 4 Des rayons infrarouges sont emprisonnés dans l’atmosphère par les gaz à effet de serre. L’énergie du rayonnement solaire réchauffe le sol. Celui-ci émet des rayons infrarouges (chaleur) vers l’atmosphère. 4. Placez les énoncés 1 à 6 dans le schéma ci-dessous. La température serait d’environ –18 °C. naturel ? 3. Quelle serait la température moyenne à la surface de la Terre s’il n’y avait pas d’effet de serre de diazote (N2O). Le dioxyde de carbone (CO2 ), le méthane (CH4 ), la vapeur d’eau (H2 O(g) ) et l’oxyde formule chimique respective. 2. Nommez quatre gaz à effet de serre naturellement présents dans l’atmosphère et indiquez leur L’effet de serre naturel. bloquent une partie de la chaleur en l’emprisonnant temporairement près du sol ? 1/2 1 c) Une Terre entourée d’une atmosphère où la concentration de gaz à effet de serre est plus 8 SE TE 2.1 Fiche SAVOIRS 13:46 b) Une Terre entourée d’une atmosphère contenant des gaz à effet de serre : Le montage 2. a) Une Terre sans atmosphère : Le montage 1. Manuel, p. 243 à 245 STE DA TE : 1. Quel est le processus naturel de réchauffement de l’atmosphère qui fait que certains gaz É ST C O R R I G ÉGROUPE : 2.1 L’effet de serre NOM : 01/12/08 5. À quelle situation chacun des quatre montages correspond-il ? est éteinte. la lampe est allumée et la plus faible diminution de température lorsque la lampe climatique, car il présente la plus grande augmentation de température lorsque Le dioxyde de carbone (CO2 ) a le plus grand impact sur le réchauffement votre réponse. 5/5 Fiche ACTIVITÉ c) lequel des gaz étudiés a le plus grand impact sur le réchauffement climatique ? Justifiez b) quels gaz à effet de serre ont été étudiés ? La vapeur d’eau (H2 O(g) ) et le dioxyde de carbone (CO2 ). a) quel élément représente la limite de l’atmosphère ? La bouteille. 4. Dans l’expérience réalisée par les élèves : C O R R I G ÉGROUPE : CONCEPT NOM : 4381G-Concepts_TES2-Corr_1e Page 4 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. STE SE DA TE : et le (le charbon gaz naturel , ). (N2O). Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. à la surface de la Terre. 2 10 De 120 à 150 Méthane (CH4) Oxyde de diazote (N2O) Synergie • TE S2 • Corrigé 10 Synergie • Terre et espace • Concept 2.1 renforcé. Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. L’augmentation de température est aussi plus importante dans l’effet de serre l’espace, bloquant davantage la chaleur, qui reste plus longtemps près du sol. une plus petite partie des rayons infrarouges traverse l’atmosphère et atteint l’effet de serre renforcé que dans l’effet de serre naturel. Après avoir atteint le sol, 7. Indiquez les différences entre l’effet de serre naturel et l’effet de serre renforcé. La concentration des gaz à effet de serre dans l’atmosphère est plus élevée dans De 50 à 200 Dioxyde de carbone (CO2) Persistance dans l’atmosphère (en années) La persistance des gaz dans l’atmosphère Gaz à effet de serre (GES) 6. Complétez le tableau suivant. à celui du dioxyde de carbone (CO2). e) Le gaz ayant le plus grand potentiel de réchauffement climatique est oxyde de diazote l’ (N O). Son potentiel est de 296 à 320 fois supérieur 2 d) Le gaz utilisé comme valeur étalon en ce qui a trait au potentiel de réchauffement dioxyde de carbone climatique est le (CO ). température moyenne à bloquer la chaleur près du sol. Cela provoque une augmentation de la c) Avec des concentrations plus importantes de gaz à effet de serre, l’atmosphère tend oxyde de diazote 13:46 l’ b) Les deux gaz à effet de serre dont l’augmentation des concentrations dans l’atmosphère méthane est particulièrement importante sont le (CH4) et fossiles pétrole 01/12/08 le 2/2 de gaz à effet de serre. accéléré TE 2.1 Fiche SAVOIRS Ces gaz sont issus de l’activité humaine, principalement de l’utilisation des énergies a) L’effet de serre renforcé est le processus de réchauffement surplus de l’atmosphère attribuable à un 5. Complétez les phrases suivantes. ST C O R R I G ÉGROUPE : L’effet de serre renforcé NOM : 4381G-Concepts_TES2-Corr_1e Page 5 C5 Manuel, p. 246 à 248 . ATS humidité dont la sont relativement constantes. 1/1 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. 7 g/kg 17,5 g/kg 100 % 40 % Synergie • TE S2 • Corrigé La diminuer. Ne rien faire. C7 ✗ diminue. Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. augmente. d’eau lorsque la température d’une masse d’air : Synergie • Terre et espace • Concept 2.2 reste constante. 15 b) Pour une valeur d’humidité relative inférieure à 100 %, il y a condensation de la vapeur ✗ L’augmenter. en augmentant la température de l’air ? a) Que doit-on faire à la quantité de vapeur d’eau pour maintenir la même humidité relative, 4. Cochez la bonne réponse. Réponse : 40 % HR la quantité maximale d’eau qu’elle peut contenir est de 17,4 g par kilogramme d’air sec ? Laissez une trace de votre démarche dans l’encadré ci-dessous. 3. Quelle est l’humidité relative d’une masse d’air contenant 7 g d’eau par kilogramme d’air sec si D’après le graphique, la température de la masse d’air est de 15,6 °C. de 70 %. Utilisez le graphique de la figure 1 de la fiche ACTIVITÉ TE 2.2 . 2. Déterminez la température d’une masse d’air dont le point de rosée est de 10 °C et l’humidité, pourcentage d) L’humidité relative est le de la quantité maximale de vapeur d’eau température que l’air peut contenir à une donnée. , alors que l’air humide est une masse atmosphère STE TE 2.2 Fiche SAVOIRS 13:46 c) La formation des nuages et le phénomène de rosée sont en lien étroit avec humidité l’ des masses d’air. b) L’air sec est une masse d’air maritime d’air a) Une masse d’air est une partie de l’ température et l’ ST DA TE : 01/12/08 continental 2.2 Les masses d’air C O R R I G ÉGROUPE : 1. Complétez les phrases suivantes. É CONCEPT NOM : 4381G-Concepts_TES2-Corr_1e Page 7 C O R R I G ÉGROUPE : DA TE : STE SE TE 2.3 1/2 Fiche SAVOIRS . Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. . Sa masse volumique équateur . Synergie • TE S2 • Corrigé Courants intertropicaux tempérées Courants des régions Figure 1 Les courants de convection. Tropique Équateur Tropique . C9 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. courants principaux. Synergie • Terre et espace • Concept 2.3 21 zone intertropicale a) Les courants de convection de la et ceux de la zone polaire sont les quatre principaux courants de convection. Les deux régions tempérées courants de convection des font la jonction entre les 3. Complétez les phrases suivantes : polaires Courants inscrivant le nom des courants dans les boîtes prévues à cette fin. 2. Complétez le schéma suivant en représentant, sur le globe, les courants de convection et en d’autre de l’ , disposés de part et grands boucle f) En raison des dimensions de la Terre, il se forme courants de convection, en forme de . six augmente courant de convection . Sa masse volumique et il s’élève. En s’élevant, l’air se refroidit et il se dilate puis il redescend. Ce mouvement est appelé contracte e) Quand l’air est chauffé, il se diminue d) Le transfert de chaleur qui provoque le déplacement des particules d’un fluide s’appelle la convection . c) En se déplaçant, les masses d’air répartissent et redistribuent de la chaleur Soleil DA TE : TE 2.3 2/2 2/2 Fiche SAVOIRS ST STE la force produite par la rotation de la Terre SE . STE SE polaires Vents d’est sud-est Alizés du dominants Vents d’ouest STE SE dominants Vents d’ouest nord-est Alizés du polaires Vents d’est 22 Synergie • Terre et espace • Concept 2.3 , à la manière Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. . circulaires b) Les courants-jets suivent des trajectoires longs rubans de ondulant à haute altitude. a) Les courants-jets sont générés par le contact entre les masses d’air froid et d’air chaud 8. Complétez les phrases suivantes. 7. Donnez la définition des courants-jets. Vents très rapides qui circulent au sommet de la troposphère. ST Figure 2 Les vents dominants. Tropique Équateur Tropique Reliez chaque nom aux vents dominants correspondants. Complétez le schéma suivant en indiquant : • le nom des vents dominants dans les boîtes prévues à cette fin ; • la direction des vents dominants à l’aide de flèches, directement sur l’illustration. Les courants-jets b) 6. a) de convection et de la force de Coriolis. 5. Donnez la définition des vents dominants. Grands corridors de vent dont la direction est déterminée par l’action des courants Les vents dominants b) Cette force fait dévier la trajectoire des objets en mouvement sur la Terre, vers la droite dans l’hémisphère Nord l’hémisphère Sud et vers la gauche dans . a) La force de Coriolis est 4. Complétez les phrases suivantes. La force de Coriolis 13:46 b) L’énergie qui permet à l’air d’être en mouvement vient du . C O R R I G ÉGROUPE : b) Si la Terre n’effectuait pas de rotation sur elle-même, les vents de surface se déplaceraient du nord au sud et du sud au nord . NOM : 01/12/08 a) Le déplacement de l’air à l’échelle de la planète se nomme circulation atmosphérique 1. Complétez les phrases suivantes. ST Manuel, p. 249 à 255 2.3 La circulation atmosphérique La convection É CONCEPT NOM : 4381G-Concepts_TES2-Corr_1e Page 9 C10 DA TE : Manuel, p. 256 à 260 2.4 Les cyclones et les anticyclones C O R R I G ÉGROUPE : ST STE ATS TE 2.4 1/2 Fiche SAVOIRS Synergie • TE S2 • Corrigé 26 Synergie • Terre et espace • Concept 2.4 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Il se forme alors une zone de haute pression, l’anticyclone. que l’air arrive au sol, de plus en plus d’air froid est aspiré des altitudes supérieures. À ce moment, l’air se refroidit, devient plus dense et descend vers le sol. À mesure 6. Comment un anticyclone se forme-t-il ? Un anticyclone se forme lorsqu’une masse d’air se déplace au-dessus d’un sol froid. 5. Par quel autre nom désigne-t-on un anticyclone ? L’expression « zone de haute pression » désigne également un anticyclone. b) haute (A) ? À une pression supérieure à 101,3 kPa. 4. À quelle pression considère-t-on une pression atmosphérique comme : a) basse (D) ? À une pression inférieure à 101,3 kPa. régions tempérées. de la pression moyenne des masses d’air, mesurée au niveau de la mer dans les 3. Quelle est la pression atmosphérique normale ? Que représente-t-elle ? La pression atmosphérique normale est de 101,3 kPa. Elle représente une estimation DA TE : TE 2.4 2/2 Fiche SAVOIRS Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. nuages se forment le long de ce front. Synergie • Terre et espace • Concept 2.4 27 14. Comment un cumulonimbus se forme-t-il ? Le cumulonimbus se forme lorsqu’un front froid soulève une masse d’air chaud ; les communs sont les fronts froids et les fronts chauds. 13. Qu’est-ce qu’un front ? Nommez les deux types de fronts les plus communs. Un front est la ligne de transition entre les masses d’air. Les fronts les plus tomber en un court laps de temps peuvent causer des glissements de terrain. des maisons et des bâtiments. Les fortes pluies et la grande quantité d’eau qui peut des inondations. Les forts vents qui l’accompagnent peuvent causer la destruction 12. Quelles sont les conséquences possibles d’un ouragan sur une population ? Plusieurs réponses possibles. Exemple : L’onde de tempête de l’ouragan peut causer 3) La présence d’une forte dépression tropicale. 60 m, qui constitue la source d’énergie de l’ouragan. 2) Une température de l’eau de l’océan d’au moins 26 °C à une profondeur de 11. Décrivez les trois conditions générales qui régissent la formation d’un ouragan. 1) Des conditions atmosphériques propices à la formation d’un orage. b) océan Indien : Cyclones tropicaux. c) océan Pacifique Ouest : Typhons. 10. Comment désigne-t-on les ouragans dans les régions suivantes ? a) océans Atlantique et Pacifique Nord-Est : Ouragans. tropicale ou encore d’un ouragan, qui est la forme la plus imposante. 9. Quelles formes un cyclone peut-il prendre ? Laquelle de ces formes est la plus imposante ? Un cyclone peut prendre la forme d’une dépression tropicale, d’une tempête forme alors un cyclone. déplaçant, cet air est dévié par la force de Coriolis et se met à tourbillonner ; il se chaud aspire de l’air plus froid qui vient combler le vide laissé au sol. En se l’air chaud monte, ce qui crée une zone de basse pression (D). En montant, l’air relativement chaud ou d’un océan voit sa masse volumique diminuer. À ce moment, 8. Comment un cyclone se forme-t-il ? Un cyclone se forme lorsqu’une masse d’air circulant à la surface d’un sol cyclone. 13:46 2. Quels facteurs peuvent faire varier la pression atmosphérique ? L’altitude et la température de l’air. C O R R I G ÉGROUPE : 7. Par quels autres noms désigne-t-on un cyclone ? Les expressions « zone de basse pression » et « dépression » désignent également un NOM : 01/12/08 d) Front : Ligne de transition entre les masses d’air. c) Pression atmosphérique : Force exercée par le poids de l’atmosphère sur la surface de la Terre. b) Anticyclone : Zone de l’atmosphère où de l’air relativement froid descend en tournant. 1. Donnez la définition de chacun des termes suivants. a) Cyclone : Zone de l’atmosphère où de l’air relativement chaud monte en tournant. É CONCEPT NOM : 4381G-Concepts_TES2-Corr_1e Page 10 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. C12 STE Manuel, p. 261 à 263 2.5 L’ozone C O R R I G ÉGROUPE : DA TE : . serre renforcé. est l’un des constituants du smog stratosphérique . (CFC) et autres composés halogénés Synergie • TE S2 • Corrigé 32 Synergie • Terre et espace • Concept 2.5 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. dioxyde d’azote (NO2 ), sous l’effet du rayonnement solaire. mettant en jeu des polluants chimiques tels que le monoxyde d’azote (NO) et le 6. D’où provient l’ozone troposphérique ? L’ozone troposphérique est essentiellement produit par les réactions chimiques (brouillard). 5. Quelle est l’origine du mot « smog » ? Le mot « smog » est un mot-valise formé des mots anglais smoke (fumée) et fog d’ozone (O3). 4. Combien de molécules d’ozone (O3) un seul atome de chlore (Cl) peut-il détruire ? Un seul atome de chlore (Cl) peut détruire des dizaines de milliers de molécules dioxygène et en un atome d’oxygène. Et le cycle se poursuit. 3) L’ozone absorbe le rayonnement ultraviolet et se décompose de nouveau en d’oxygène se combine avec une molécule de dioxygène pour former de l’ozone. de dioxygène (O2 ) se décompose en deux atomes d’oxygène. 2) Chaque atome 3. Quelles sont les trois étapes du cycle de l’ozone ? 1) À la suite de l’absorption d’énergie solaire dans l’atmosphère, chaque molécule car il participe à la formation du smog et de l’effet de serre renforcé. toxique lorsqu’il se trouve près du sol, dans les premiers mètres de la troposphère, rayons ultraviolets (UV) néfastes du Soleil d’atteindre la surface de la Terre. Il est L’ozone est bénéfique lorsqu’il se trouve dans la stratosphère, car il empêche les 13:46 Terre ? Expliquez votre réponse. 2. En quoi l’ozone possède-t-il des propriétés qui peuvent être bénéfiques ou nuisibles à la vie sur et participe à l’effet de d) L’ozone provenant de l’activité humaine, détruisent l’ozone 1/1 01/12/08 troposphérique trois TE 2.5 Fiche SAVOIRS représente environ 90 % de tout l’ozone présent chlorofluorocarbures atmosphère stratosphérique c) Certains gaz, comme les dans l’ b) L’ozone a) L’ozone (O3) est un gaz dont les molécules sont constituées de oxygène atomes d’ . 1. Complétez les phrases suivantes. É CONCEPT NOM : 4381G-Concepts_TES2-Corr_1e Page 12 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. DA TE : TE 2.6 C14 24,3 10 habitants 6 4,65 10 9 kg 191,35 kg/habitant 2,55 10 9 kg 83,33 kg/habitant Synergie • TE S2 • Corrigé 100 56,45 % 38 2,55 109 habitants 19,95 109 kg 7,82 Synergie • Terre et espace • Concept 2.6 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Réponse : 7,82, soit environ huit fois plus en Chine qu’au Canada. Rapport : Canada : 2,55 109 kg Chine : 19,95 109 kg dioxyde de soufre (SO2) durant l’année 2000. Quel est le rapport entre cette quantité et la masse de dioxyde de soufre émise par le Canada durant la même année ? e) Selon des organismes environnementaux, la Chine a rejeté 19,95 millions de tonnes de Réponse : 191,35 kg 56,45 %, donc plus de la moitié en 20 ans. Pourcentage de réduction : 191,35 kg 83,33 kg habitant durant la période de 1980 à 2000. DA TE : activité humaine . composés organiques volatils (COV). (CO), les oxydes d’azote (NOx) et (SO2), primaires sources 1/1 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. Synergie • Terre et espace • Concept 2.6 39 de grandes quantités de méthane (CH4 ), qui est un gaz à effet de serre très connu. de près de 40 % des émissions d’ammoniac (NH3 ) issues de l’activité humaine et 2) L’élevage du bétail est responsable, par l’intermédiaire des déjections animales, importantes d’ammoniac (NH3 ) dans l’atmosphère. 1) L’utilisation d’engrais azotés pour fertiliser les sols entraîne le rejet de quantités raisons suivantes : 6. Pourquoi l’agriculture intensive est-elle une source importante de pollution atmosphérique ? L’agriculture intensive est une source importante de pollution atmosphérique pour les 5. À partir de quelle valeur de pH une pluie est-elle considérée comme acide ? Une pluie est considérée comme acide lorsque son pH est inférieur à 5,6. responsables des pluies acides. 4. Quels principaux gaz sont responsables des pluies acides ? Le dioxyde de soufre (SO2 ) et les oxydes d’azote (NOx ) sont les principaux gaz personnes sensibles et véhiculer des composés toxiques. 3. Quels sont les effets néfastes des particules en suspension sur la santé humaine ? Les particules en suspension peuvent altérer les fonctions pulmonaires des les oxydes d’azote (NOx ) et le monoxyde de carbone (CO). 2. Quels polluants primaires les voitures électriques et le covoiturage aident-ils à diminuer ? Les polluants primaires qui sont produits par le transport : le dioxyde de soufre (SO2 ), d) La contamination atmosphérique causée par les polluants primaires a des effets multiples santé humaine l’environnement sur la et sur . les le monoxyde de carbone SE composition c) Les polluants primaires comptent cinq principaux contaminants : particules en suspension le dioxyde de soufre les , b) Les polluants atmosphériques peuvent être classés en polluants secondaires et en polluants . naturelles ou qui sont issues de l’ de l’atmosphère par diverses substances qui proviennent de a) La contamination atmosphérique est la modification de la STE TE 2.6 Fiche SAVOIRS 13:46 d) Calculez le pourcentage de réduction des émissions de dioxyde de soufre (SO2) pour chaque 191,35 kg/habitant en 1980 et 83,33 kg/habitant en 2000. 30,6 10 6 habitants Manuel, p. 264 à 267 1. Complétez les phrases suivantes. É C O R R I G ÉGROUPE : 2.6 La contamination atmosphérique NOM : 01/12/08 Réponse : par habitant en 2000 : Émission moyenne Émissions en 2000 : 2,55 109 kg ; population : 30,6 106 habitants par habitant en 1980 : Émission moyenne Émissions en 1980 : 4,65 109 kg ; population : 24,3 106 habitants 30,6 millions en 2000, calculez la quantité de dioxyde de soufre (SO2) émise en moyenne par habitant au cours de ces deux années. 3/3 Fiche ACTIVITÉ c) Sachant que la population du Canada s’élevait à 24,3 millions d’habitants en 1980 et à C O R R I G ÉGROUPE : CONCEPT NOM : 4381G-Concepts_TES2-Corr_1e Page 14 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. C16 DA TE : Manuel, p. 268 à 271 de l’atmosphère STE ATS . . cinétique produite par le Synergie • TE S2 • Corrigé . thermique contenue dans l’air 44 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc. E Q/COP 100 kWh/3,7 27,03 kWh Synergie • Terre et espace • Concept 2.7 COP Q/E électrique. pour extraire 100 kWh, la thermopompe consommera 27,03 kWh d’énergie thermopompe, cette dernière extraira 3,7 kWh d’énergie thermique de l’air. Ainsi, Si le COP est de 3,7, cela veut dire que, pour chaque kilowattheure consommé par la d’une thermopompe est de 3,7. Quelle quantité d’énergie électrique consommera cette thermopompe si celle-ci doit extraire 100 kWh d’énergie thermique de l’air ? 5. Lorsque la température extérieure de l’air est de 17 °C, le coefficient de performance (COP) génératrice. 4. Quelles sont les trois composantes de base d’une éolienne ? Les composantes de base d’une éolienne sont le rotor, la boîte de transmission et la électrique de façon rentable est de 20 km/h. La vitesse minimale de vent requise pour qu’une éolienne produise de l’énergie électrique de façon rentable ? 3. Quelle vitesse de vent minimale est requise pour qu’une éolienne produise de l’énergie , 13:46 2. D’où vient le nom « éolienne » ? Le nom « éolienne » vient d’« Éole », dieu des Vents dans la Grèce antique. d) Il est possible de récupérer l’énergie thermopompe au moyen d’une 1/1 01/12/08 c) Deux types d’éoliennes sont couramment utilisés pour produire de l’électricité : éolienne à axe vertical l’ éolienne à axe horizontal (EAH) et l’ (EAV). b) L’énergie éolienne est l’énergie vents déplacement des thermique TE 2.7 Fiche SAVOIRS éolienne qui peut être transformée en énergie mécanique ou électrique, et l’énergie a) Les ressources énergétiques de l’atmosphère sont l’énergie ST 2.7 Les ressources énergétiques C O R R I G ÉGROUPE : 1. Complétez les phrases suivantes. É CONCEPT NOM : 4381G-Concepts_TES2-Corr_1e Page 16 Reproduction autorisée © Les Éditions de la Chenelière inc.
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