想象一下在擁擠的酒吧裡和朋友交談，音樂震耳欲聾，周圍的喧囂幾乎淹沒了你的談話。
這種試圖追蹤和理解對話思路的體驗，統計學家稱之為信噪比問題。
訊號是你朋友的聲音。噪聲是阻止你聽到它的一切。
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當然，這個問題不僅限於歡樂時光的談話。在氣候科學領域，研究人員發現，地球工程實踐也可能存在一些顯著的信噪比問題。
“有句話說：如果你無法衡量它，你就無法管理它。如果我們試圖管理氣候系統來控制和改造它，我們就必須能夠衡量我們正在對它做什麼，”國家海洋和大氣管理局空氣資源實驗室的氣候科學家黛安·塞德爾說。
地球工程是指為了抵消氣候變化的影響而對地球進行改變的想法。
一個流行的例子是太陽輻射管理（SRM）。這是一種使地球更具反射性的做法，以便更多的太陽輻射被反射出去，而不是使地球變暖。
在理想的SRM地球工程情景中，即使人類透過釋放越來越多的吸熱氣體使地球變暖，這種變暖也會被抵消，因為更多的致熱輻射也會被反射出去。
然而，實際的地球工程離現實還很遙遠。在推進這個想法的過程中，一個步驟是讓地球工程師能夠知道他們的努力是否奏效，以及在多大程度上奏效。
美國國家海洋和大氣管理局的塞德爾是昨天發表在《自然-氣候變化》雜誌上的一篇展望論文的主要作者，該論文探討了探測這些影響將有多麼困難。
塞德爾說，由於信噪比問題，太陽輻射管理的影響可能很難看到。
“我認為主要的資訊是，除非訊號非常大，否則檢測太陽輻射管理的短期實驗或長期部署都將非常具有挑戰性，”她說。
線索隱藏在自然變率之中
科學家們使用一顆名為CERES的 NASA 衛星來測量有多少輻射進入和離開地球。
理論上，CERES 應該能夠測量地球工程造成的改變，例如，使雲層更具反射性。
塞德爾解釋說，問題在於地球的反射率（也稱為反照率），以及由此產生的輻射，變化可能很大。
當地面上有積雪時，地球的反射率會更高，就像現在美國東海岸的大部分地區一樣，而當積雪融化時，反射率會降低。
反射率隨季節變化。它隨著雲層的形成和消散而變化，而云層是具有反射性的。
當試圖衡量地球工程的影響時，研究人員可以控制一些變率，這些變率是週期性的——有點像在酒吧裡調低音樂音量。
但正如即使音樂被靜音，來自其他酒吧顧客的噪音仍然會淹沒對話一樣，研究人員也無法控制其他影響反射率的因素，例如大範圍的降雪，或者厄爾尼諾年可能對雲層形成的影響。
正因為如此，除非工程努力足夠大，以至於淹沒了自然變率的噪聲，否則很難知道 CERES 測量的輻射變化是來自地球工程還是其他影響。
這對地球工程的早期階段提出了特殊的挑戰。首先對全球的一小部分進行地球工程改造，看看它是否有效，以及是否存在任何意想不到的影響，這將是有意義的。
根據塞德爾的計算，這甚至更難檢測。“事實證明，區域越小，噪聲越高，”她說。
塞德爾說，還有其他方法可以衡量地球工程是否正在產生影響。研究人員可以改造雲層，並使用儀器來檢測雲層的變化。
然而，她指出，即使他們能夠衡量這些變化，地球工程師仍然無法知道他們的努力對地球反射率產生了多大的影響。
儘管許多團體已經調查了地球工程的潛力，但研究人員仍在不斷發現該概念的問題，前副總統阿爾·戈爾稱這個想法“簡直是瘋了”。
其他關於使用太陽輻射管理進行地球工程的最新研究也發現，如果這種做法開始實施但隨後停止，可能會導致氣候迅速變化，並可能帶來危險的後果（ClimateWire，2013 年 11 月 27 日）。