Våldsam aktivitet på vår sol leder till några av de mest extrema rymdväderhändelserna på jorden, påverkar system som satelliter, kommunikationssystem, kraftdistribution och flyg. Den ungefär 11-åriga cykeln av solaktivitet har tre "säsonger", som var och en påverkar rymdvädret som känns på jorden på olika sätt:(i) solmaximum, solen är aktiv och oordnad, när rymdvädret är stormigt och händelserna är oregelbundna (ii) den nedåtgående fasen, när solen och solvinden blir ordnade, och rymdvädret är mer måttligt och (iii) solenergi minimum, när aktiviteten är tyst.

I en ny studie ledd av University of Warwick och publicerad i The Astrophysical Journal , forskare fann att förändringen från solmaximum till den fallande fasen är snabb, sker inom några (27 dagar) solrotationer. De visade också att nedgångsfasen är dubbelt så lång i jämna solcykler som i udda cykler.

Inga två solcykler är desamma i amplitud eller varaktighet. För att studera solsäsongerna, forskarna byggde en solklocka från det dagliga antalet solfläckar som finns tillgängligt sedan 1818. Detta kartlägger de oregelbundna solcyklerna på en vanlig klocka. Solens magnetiska polaritet vänder efter varje cirka 11-årig solcykel vilket ger en cirka 22-årig magnetisk cykel (uppkallad efter George Ellery Hale) och för att utforska detta, en 22 års klocka konstruerades. Effekten på rymdvädret på jorden kan spåras tillbaka med hjälp av de längsta kontinuerliga registreringarna av geomagnetisk aktivitet under de senaste 150 åren, och när klockan väl är konstruerad, den kan användas för att studera flera observationer av säsongsbetonad solaktivitet som påverkar jorden.

Med de större detaljerna som solklockan ger, forskarna kunde se att övergången från solmaximum till den fallande fasen är snabb, inträffar inom några (27 dagar) solrotationer. Det fanns också en tydlig skillnad i varaktigheten av den nedåtgående fasen när solens magnetiska polaritet är 'upp' jämfört med 'ner':i jämna cykler är den ungefär dubbelt så lång som cykler med udda nummer. När vi är på väg in i cykel 25, forskarna räknar med att nästa nedgångsfas kommer att bli kort.

Huvudförfattaren professor Sandra Chapman vid University of Warwick Department of Physics sa att "genom att kombinera välkända metoder på ett nytt sätt, vår klocka löser förändringar i solens klimat inom några få solrotationer. Då upptäcker du att förändringarna mellan vissa faser kan vara riktigt skarpa.

"Om du vet att du har haft en lång cykel, du vet att nästa kommer att bli kort, vi kan uppskatta hur länge det kommer att pågå. Att känna till tidpunkten för klimatsäsongerna hjälper till att planera för rymdväder. Operationellt är det användbart att veta när förhållandena kommer att vara aktiva eller tysta, för satelliter, elnät, kommunikation."

Resultaten ger också en ledtråd till att förstå hur solen vänder polariteten efter varje cykel.

Professor Chapman tillägger att "Jag tycker också att det är anmärkningsvärt att något av solens storlek kan vända sitt magnetfält vart elfte år, och att gå ner och upp är annorlunda än att gå upp och ner. På något sätt "vet solen vilken väg upp den är", och detta är ett spännande problem, i hjärtat av hur solen genererar sitt magnetfält."