Los fenómenos meteorológicos espaciales extremos pueden tener un impacto significativo en sistemas como satélites, sistemas de comunicaciones, distribución de energía y aviación. Son impulsados ​​por la actividad solar, que se sabe que tiene un ciclo irregular pero de aproximadamente 11 años. Al idear un nuevo, 'reloj solar' regular, Los investigadores han descubierto que el encendido y apagado de los períodos de alta actividad solar es bastante brusco, y pueden determinar los tiempos de encendido / apagado. Su análisis muestra que, si bien los eventos extremos pueden ocurrir en cualquier momento, es mucho menos probable que ocurran en el intervalo tranquilo.

El reloj ayudará a los científicos a determinar con mayor precisión cuándo es mayor el riesgo de tormentas solares y ayudará a planificar los impactos del clima espacial en nuestra infraestructura espacial. importante ya que el próximo encendido de actividad puede ser inminente a medida que la actividad solar se mueve desde su mínimo actual.

Publicado en Cartas de investigación geofísica por un equipo dirigido por la Universidad de Warwick, el reloj solar utiliza el registro diario del número de manchas solares disponible desde 1818 para mapear la actividad solar durante 18 ciclos solares a un ciclo estandarizado de 11 años o "reloj". No hay dos ciclos solares iguales pero usando una técnica matemática conocida como la transformada de Hilbert, los investigadores pudieron estandarizar el ciclo de actividad solar por primera vez.

El reloj reveló que las transiciones entre períodos tranquilos y activos en la actividad solar son bruscas. Una vez que el reloj se construye a partir de las observaciones de las manchas solares, se puede usar para ordenar las observaciones de la actividad solar y el clima espacial. Estos incluyen la ocurrencia de erupciones solares vistas en rayos X por los satélites GOES y el flujo de radio solar F10.7 que rastrea la actividad coronal solar. Todos estos son impulsores del clima espacial en la Tierra, cuyo registro más largo es el índice aa basado en mediciones de campo magnético en el Reino Unido y Australia que se remontan a más de 150 años. Todas estas observaciones muestran los mismos tiempos de actividad de encendido y apagado.

Una vez pasados ​​los tiempos de encendido / apagado del reloj, Se puede calcular la tasa de ocurrencia de eventos extremos cuando el sol está activo o tranquilo.

La autora principal, la profesora Sandra Chapman, del Centro de Fusión de la Universidad de Warwick, Espacio y Astrofísica, dijo:"Los científicos se pasan la vida tratando de leer el libro de la naturaleza. A veces, creamos una nueva forma de transformar los datos y lo que parecía ser desordenado y complicado de repente es maravillosamente simple. En este caso, Nuestro método de reloj solar mostró tiempos claros de "encendido" y "apagado", demarcando intervalos tranquilos y activos para el clima espacial por primera vez.

"Los grandes eventos pueden ocurrir en cualquier momento, pero son mucho más probables alrededor del máximo solar. Al ordenar limpiamente las observaciones, encontramos que en 150 años de actividad geomagnética en la Tierra, sólo un pequeño porcentaje ocurre durante estas condiciones silenciosas.

"La capacidad de estimar el riesgo de que ocurra una supertormenta solar en el futuro es vital para las tecnologías espaciales y terrestres que son particularmente sensibles al clima espacial, como satélites, sistema de comunicaciones, distribución de energía y aviación.

"Si tiene un sistema sensible al clima espacial, necesita saber qué tan probable es un gran evento, y es útil saber cuándo estamos en un período de silencio, ya que permite el mantenimiento y otras actividades que hacen que los sistemas sean temporalmente más frágiles ".

Scott Mcintosh, del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, es coautor de la investigación. Robert Leamon de la Universidad de Maryland y el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA y Nick Watkins de la Universidad de Warwick y la Escuela de Economía y Ciencias Políticas de Londres.

Robert Leamon dijo:"La transformación de Hilbert es una técnica realmente poderosa en toda la ciencia. Sandra me la sugirió en un proyecto completamente diferente — esta es realmente una cadena de eventos fortuita — debido a su trabajo en plasmas de fusión de laboratorio, y cuando lo aplicamos a las manchas solares, lo vimos ligado al encendido brusco de actividad que habíamos visto en otros lugares. Sandra luego vio el apagado mirando el índice aa ".

Scott Mcintosh dijo:"Prevemos que la puerta que abre este trabajo innovador conducirá al desarrollo de climatologías significativas para la actividad solar y una mejor predictibilidad que resultará de eso".

"Cuantificación de la modulación del ciclo solar del clima espacial extremo" se publica en Cartas de investigación geofísica .