Il campo magnetico terrestre si estende da un polo all'altro ed è fortemente influenzato dal vento solare proveniente dal sole. Questo "vento" è un flusso di particelle cariche costantemente espulso dalla superficie del sole. Lampi improvvisi occasionali di luminosità noti come brillamenti solari rilasciano ancora più particelle nel vento. Qualche volta, i brillamenti sono seguiti da espulsioni di massa coronale che inviano plasma nello spazio.

Il flusso risultante di particelle cariche viaggia per milioni di miglia dal sole alla Terra. Quando arrivano qui, le particelle devastano il campo magnetico terrestre. Il risultato può essere bello ma anche distruttivo:aurore e tempeste geomagnetiche. Le tempeste sono gravi e interferiscono con una serie di importanti tecnologie, compresa la segnalazione GPS e le comunicazioni satellitari. Possono anche causare danni alle reti elettriche di superficie. L'attività solare appare casuale, rendendo difficile per noi prevedere queste tempeste.

Nel diario Caos , da AIP Publishing, un gruppo di investigatori europei, guidato da Reik Donner al Potsdam Institute for Climate Impact Research in Germania, riporta un nuovo metodo per analizzare i dati del campo magnetico che potrebbe fornire una migliore previsione a breve termine delle tempeste geomagnetiche. Questo nuovo metodo si basa su una tecnica sviluppata per sistemi in uno stato lontano dall'equilibrio. Il campo magnetico terrestre si adatta a questo paradigma perché il campo è spinto lontano dall'equilibrio dal vento solare. I sistemi lontani dall'equilibrio subiscono spesso bruschi cambiamenti, come l'improvviso passaggio da uno stato di quiescenza a una tempesta.

Gli investigatori hanno utilizzato i valori orari del tempo temporale del Disturbo, o Dst, indice. I valori Dst danno la deviazione media della componente orizzontale del campo magnetico terrestre dal suo valore normale. Questa deviazione si verifica quando una grande esplosione di particelle cariche arriva dal sole e indebolisce il campo generato dalla Terra. I valori Dst formano un singolo flusso di numeri noto come serie temporale. I dati della serie temporale possono quindi essere riformulati in un'immagine 2-D o 3-D tracciando un punto dati rispetto a un altro in un intervallo di tempo fisso nel futuro per la previsione.

Qui, gli autori hanno creato un diagramma noto come grafico di ricorrenza dai dati ricostruiti. Il grafico della ricorrenza è una matrice di punti generalmente distribuiti in modo non uniforme nel grafico. Gli autori hanno usato i loro dati per esaminare un paio di tempeste geomagnetiche avvenute nel 2001 da grandi brillamenti solari un paio di giorni prima della tempesta.

Hanno usato un metodo noto come analisi di quantificazione della ricorrenza per mostrare che le lunghe linee diagonali in questi grafici di ricorrenza indicano un comportamento geomagnetico più prevedibile. Il metodo qui riportato è particolarmente adatto per distinguere tra diversi tipi di fluttuazioni del campo geomagnetico. La tecnica consente ai ricercatori di caratterizzare queste differenze con una precisione mai raggiunta in precedenza.