基于Python网络爬虫技术可视化分析公众应对暴雪冻雨气象的反应

王子予 郝艳华 关涵文 刘媛

暴雪冻雨天气是我国冬季主要的气象灾害,多见于北方,也是南方冬季的常见的灾害之一[1]。这种极端天气不仅影响地域广、强度大、持续时间长,也会导致严重后果。暴雪冻雨对疫情防控、交通运输、农业温室生产、居民出行生活都会造成影响[2]。受高空冷涡和地面低压的共同影响,2021年11月黑龙江、吉林、内蒙古等多地接连遭遇暴雪冻雨天气,地方气象局陆续发布气象灾害预警信号,局部地区降水量及降雪深度达20 mm,长时间的雨雪天气使市区范围内停水断电、树木结冰、大量树枝断落堵塞交通，严重威胁车辆行驶以及行人安全。

诸多学者从气象成因的角度展开分析[3],笔者从冰冻雨雪灾害的事件中公众应对冻雨暴雪气象态度的角度,借助Python爬虫技术进行探究,了解灾害性天气带来的问题并提出相应的对策建议,也为暴雪冻雨气象变化的相关研究提供参考。

一、一般资料

(一)研究对象

通过新浪微博平台,以“暴雪冻雨”为检索词,选取热度最高的一条微博,即2021年11月8日新京报发布的“哈尔滨暴雪过后又来冻雨”话题,对该微博下网友的评论内容信息数据进行抓取,共收集569条数据,后经数据录入、核对评论内容、剔除无效或与研究无关评论内容, 最终选取322条有效数据作为研究内容[4]。

(二)研究方法

利用了网络爬虫技术,网络爬虫又被称为网页蜘蛛或网络机器人,是指按照某种规则从网络上自动爬取用户所需内容的脚本程序[5]。本研究中，应用网络爬虫技术对微博网页信息进行系统性的浏览、分析、存储和抓取。

(三)数据分析

利用Python软件中Beautiful Soup、Selenium、XPath等3种技术对词频进行统计分析,结合中文倾向性分析评测提出的中文情感词的识别、褒贬度分析等6个子任务标准,对暴雪冻雨微博的评论内容进行了文本情感词处理,分为积极情绪、消极倾向、中性情绪。可视化部分运用WordCloud词云库结合Matplotlib库绘制词云图、扇图和条形图。使用词云图分析,能在频数统计的基础上,更加美观地展示数据,对于重点词语有更重点的突出展示。利用扇图与条形图用图形替代繁冗的文字数据,能更直观看到大众对暴雪冻雨评论情况。

二、结果

(一)公众评论内容信息数据可视化

经过Python统计、归纳、处理后发现,网络评论内容主要集中在3个方面:(1)公众对暴雪冻雨天气现象的态度倾向。(2)暴雪冻雨自然天气下引发的社会问题。(3)公众提出的灾害应急设想。

首先利用词云图法对全部数据进行整体可视化分析,该图依照频率出现高低、字体、颜色等不同形式展现公众评论数据关键词的显著性,字体越大,颜色越深,代表公众对其进行评价的人数越多,评价频率越高,说明公众对该内容关注度越高(图1)。从图中能清楚地看出“苦涩”、“注意安全”、“太难了”、“哈尔滨的树”、“疫情”等评论内容是出现概率较多的关键词,词云图视觉上表现突出的词语是公众评论数据中的核心内容。

图1 网友评论内容信息词云数据可视化示意图

(二)公众对暴雪冻雨天气现象的情感倾向

分析322条数据的结果显示,面对暴雪冻雨天气,公众出现不同的情绪反应,23人持积极态度(7.1%)、108人持消极态度(33.5%)、191人持中性态度(59.3%)。见图2。

图2 公众对暴雪冻雨天气的态度

(三)公众产生积极态度的原因

分析23名公众持积极情绪的原因如下:持积极观点的人中大多认为雪后景色美丽和具有趣味性,两类合计超半数以上(79.6%),此外还有部分公众表示下雪具有区域特色2人(8.7%)及对雪的喜爱2人(8.7%)。见表1。

表1 公众产生积极倾向的原因

(四)复杂气象带来的社会问题

分析108条有消极情绪的评论,发现暴雪冻雨天气带来诸多社会问题:25.9%的人表示暴雪冻雨造成停水、断电、停暖给自己生活造成困难;21.3%人表示恶劣天气导致出行困难;17.6%的人表示天气寒冷;12%～26.8%的人表示暴雪冻雨天气下对人身以及财产安全都造成了威胁。见表2。

表2 复杂气象带来的社会问题

(五)公众提出的灾害应急设想

在322条评论中有57条关于公众提出灾害的应急措施,提到最多的是注意安全(38.6%),其次是保暖(26.3%)、使用融雪剂清雪(14%)、借鉴其他城市经验(8.8%)等。见图3。

图3 公众提出暴雪冻雨天气的应对措施

三、讨论

互联网的快速发展使得以微博为代表的网络舆情的形成和传播速度不断提升,而微博评论是公众对社会中各种热点事件和问题所表达的态度、想法、情绪等的集合[6]。笔者通过分析322条微博评论了解到公众对待暴雪冻雨气象的态度。研究发现,总体上多数公众(59.3%)保持理性态度看待暴雪冻雨这种复杂的气象变化,拥有良好的环境适应性,但于此同时,也有相当数量的公众对这种极端天气表现出不满情绪(33.5%),进一步研究发现暴雪冻雨天气对社会生产生活带来诸多问题。

(一)暴雪冻雨灾害产生的影响

根据网络评论分析结果,总结出暴雪冻雨气象灾害对公众的影响主要有3个方面:(1)公众出行困难:有学者指出[7],气象灾害天气对城市居民出行会产生影响,该说法得到印证,在本研究分析结果中显示,有21.3%的公众表示暴雪冻雨天气造成出行困难。由于路面结冰出行难度增加,极易出现滑倒现象,尤其对于老年群体来说,滑倒则面临骨折、摔伤等问题。同时恶劣天气下导致树枝倒塌,此时行人在树下行走极易发生事故。(2)交通运输影响:Maze等[8]指出，灾害性天气对交通安全、交通运营都会产生影响,本研究中有4.6%的公众表示自己在交通方面受到影响。暴雪冻雨天气时路况复杂、可见度变低,司机出于安全角度考虑,驾驶速度低于均速,致使堵车现象的出现。此外，因冰雪路面,车辆摩擦力减少,路面的安全性受到威胁,车辆很有可能会出现滑车失控的现象导致交通事故。同时,部分地区受恶劣天气影响,机场航班取消、高速公路封闭、铁路列车和客运班车停运,这对有商务办公需求的人带来极大的不便。(3)生活用度影响:暴雪冻雨天气对电力、通信等基础设施影响较大,冻雨附在输电铁塔和输电线路上结冰,电线会因负载超过设计标准而拉断,附在电线上的冰面使得电线在风力作用下,很容易拉倒铁塔进而造成供电中断。由于电力受损、煤炭运输受阻,不少地区用电中断,电信、通讯、供水、取暖均受到不同程度影响。

除此之外,暴雪冻雨天气还会引发农作物受灾。有研究表明[9],2015年枣庄市暴雪造成16 000多人受灾, 农作物受灾面积约12 000 hm2(其中超过350 hm2面临绝收) , 直接经济损失近3亿元。于此同时，暴雪冻雨天气对农业管理和秋粮存储管护工作增加相当大的难度[10]。

(二)暴雪冻雨灾害的应对措施

根据分析结果发现,公众大多从加强自身防护角度谈及应对自然气象灾害的措施(64.9%),公众所提及的学习借鉴其他城市应对极端天气的成功经验(8.8%)也是非常可取的。此外,结合危机管理专家罗森塔尔的PPRR理论可知,应对气象灾害分为4个阶段:灾前预防(prevention)、灾前准备(preparation)、灾害爆发期反应(response)和灾害结束期恢复(recovery),其中最重要的是强化危机应急的预防和准备阶段。笔者根据PPRR理论及多元主体的作用及调查结果中发现的问题，提出应对暴雪冻雨灾害的措施。

在个人层面,应强化忧患意识和底线思维,公众应及时主动地关注预警信息、评估可能风险,提前做好应急准备,加强个人外出防护。在中观层面,气象部门需要加强灾害监测、预警,尤其对于自然灾害频发地区,探索气象灾害发生规律,强化暴雪冻雨气象灾害的预报预测工作,农林畜牧业等相关部门,就粮食储存、畜禽冻害、树木倒塌等方面加强管理,进行农业气象灾害防御联合会商[11]。电力部门在灾害发生前结合灾害类型与灾害等级,评估特定气象灾害条件下电力设备出现故障概率与电力设备风险预警相关性耦合的计算方法,建立基于气象灾害的电力设备风险预警评估规则和风险等级,提高电网安全运行水平[12-13]。交通部门应加强道路、铁路、线路巡查和维护及交通安全管理。在宏观政府层面,做好突发气象灾害事件的风险评估,形成政府主导、分管主抓、队伍主救、多方参与的格局;高效处置预案,做好总领全局、协调各部门的工作,重点从救援方案、力量筹措、装备物资、训练演练等方面,加强高效应对处置机制。同时及时向社会公布灾害情况,以启动社会应对保障社会生活安全。

(三)总结与反思

近年来,全球气象灾害频发,给人类带来严重危害的同时,也对社会经济和可持续发展带来挑战。研究表明，在过去十年间[14],我国平均每年受到自然危害的人数为2.11亿,每年因各种气象灾害使农田受灾面积达0.3亿hm2,平均每年因气象灾害造成的经济损失占国民经济总产值的36%。各国政府和科学家开始对极端气象的成因展开研究。根据政府间气候变化专门委员会评估报告指出,近期频繁发生的各类极端天气事件实际上是近几十年来极端事件变多、变强趋势背景下的一种延续,很可能与人类活动引起的气候变化有关。同样有国外学者指出观察到气候系统发生了重大变化,是由于人类活动造成的,并且预计未来将发生更强大的变化[15]。种种迹象将极端天气形成指向人类活动,说明我们应树立保护自然的科学认知,达成保护自然共识,顺应自然规律,才能实现人类社会的可持续发展。