Jordens magnetfält sträcker sig från pol till pol och påverkas starkt av solvind från solen. Denna "vind" är en ström av laddade partiklar som ständigt matas ut från solens yta. Enstaka plötsliga blinkningar av ljusstyrka, solstrålar, släpper ut ännu fler partiklar i vinden. Ibland, fläckarna följs av koronala massutstötningar som skickar plasma till rymden.

Det resulterande flödet av laddade partiklar färdas miljontals miles från solen till jorden. När de kommer hit, partiklarna orsakar förödelse på jordens magnetfält. Resultatet kan bli vackert men också destruktivt:auroror och geomagnetiska stormar. Stormarna är allvarliga och stör ett antal viktiga tekniker, inklusive GPS -signalering och satellitkommunikation. De kan också orsaka skador på yttre elektriska nät. Solaktiviteten verkar slumpmässig, vilket gör det svårt för oss att förutse dessa stormar.

I journalen Kaos , från AIP Publishing, en grupp utredare från Europa, ledd av Reik Donner vid Potsdam Institute for Climate Impact Research i Tyskland, rapporterar en ny metod för att analysera magnetfältsdata som kan ge bättre kortsiktiga prognoser av geomagnetiska stormar. Denna nya metod bygger på en teknik utvecklad för system i ett tillstånd långt ifrån jämvikt. Jordens magnetfält passar detta paradigm eftersom fältet drivs långt bort från jämvikt av solvinden. System som är långt ifrån jämvikt genomgår ofta plötsliga förändringar, till exempel den plötsliga övergången från ett vilande tillstånd till en storm.

Utredarna använde timvärden för störningsstormtiden, eller Dst, index. Dst -värden ger den genomsnittliga avvikelsen för den horisontella komponenten i jordens magnetfält från dess normala värde. Denna avvikelse uppstår när en stor skur av laddade partiklar kommer från solen och försvagar fältet som genereras av jorden. Dst -värdena bildar en enda ström av tal som kallas en tidsserie. Tidsseriedata kan sedan omformas till en 2-D eller 3-D-bild genom att plotta en datapunkt mot en annan vid en bestämd tid in i framtiden för prognoser.

Här, författarna skapade ett diagram som kallas en återkommande tomt från de rekonstruerade data. Upprepningsdiagrammet är en uppsättning punkter som vanligtvis fördelas ojämnt över diagrammet. Författarna använde sina data för att titta på ett par geomagnetiska stormar som inträffade 2001 från stora solstrålar ett par dagar före stormen.

De använde en metod som kallas återkommande kvantifieringsanalys för att visa att långa diagonala linjer i dessa återkommande tomter indikerar mer förutsägbart geomagnetiskt beteende. Metoden som rapporteras här är särskilt väl lämpad för att skilja mellan olika typer av geomagnetiska fältfluktuationer. Tekniken gör att forskare kan karakterisera dessa skillnader med en noggrannhet som inte tidigare uppnåtts.