El campo magnético de la Tierra se extiende de polo a polo y se ve fuertemente afectado por el viento solar del sol. Este "viento" es una corriente de partículas cargadas expulsadas constantemente de la superficie del sol. Ocasionalmente, los destellos repentinos de brillo conocidos como llamaradas solares liberan aún más partículas en el viento. Algunas veces, los destellos son seguidos por eyecciones de masa coronal que envían plasma al espacio.

El flujo resultante de partículas cargadas viaja millones de millas desde el sol hasta la Tierra. Cuando lleguen aquí las partículas causan estragos en el campo magnético de la Tierra. El resultado puede ser hermoso pero también destructivo:auroras y tormentas geomagnéticas. Las tormentas son graves e interfieren con una serie de tecnologías importantes, incluida la señalización GPS y las comunicaciones por satélite. También pueden causar daños a las redes eléctricas de la superficie. La actividad solar parece aleatoria, lo que nos dificulta predecir estas tormentas.

En el diario Caos , de AIP Publishing, un grupo de investigadores de Europa, dirigido por Reik Donner en el Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático en Alemania, informa sobre un nuevo método para analizar los datos del campo magnético que podría proporcionar un mejor pronóstico a corto plazo de las tormentas geomagnéticas. Este nuevo método se basa en una técnica desarrollada para sistemas en un estado alejado del equilibrio. El campo magnético de la Tierra se ajusta a este paradigma porque el viento solar lo aleja mucho del equilibrio. Los sistemas que están lejos del equilibrio a menudo sufren cambios abruptos, como la transición repentina de un estado inactivo a una tormenta.

Los investigadores utilizaron valores por hora del tiempo de tormenta de perturbación, o Dst, índice. Los valores de Dst dan la desviación promedio de la componente horizontal del campo magnético de la Tierra de su valor normal. Esta desviación ocurre cuando una gran explosión de partículas cargadas llega desde el sol y debilita el campo generado por la Tierra. Los valores Dst forman un único flujo de números conocido como serie temporal. Los datos de la serie de tiempo se pueden volver a convertir en una imagen 2-D o 3-D trazando un punto de datos contra otro en una cantidad fija de tiempo en el futuro para realizar pronósticos.

Aquí, los autores crearon un diagrama conocido como gráfico de recurrencia a partir de los datos reconstruidos. La gráfica de recurrencia es una matriz de puntos que normalmente se distribuye de manera no uniforme a lo largo del gráfico. Los autores utilizaron sus datos para observar un par de tormentas geomagnéticas que ocurrieron en 2001 a partir de grandes erupciones solares un par de días antes de la tormenta.

Utilizaron un método conocido como análisis de cuantificación de recurrencia para mostrar que las líneas diagonales largas en estos gráficos de recurrencia indican un comportamiento geomagnético más predecible. El método presentado aquí es particularmente adecuado para distinguir entre diferentes tipos de fluctuaciones del campo geomagnético. La técnica permite a los investigadores caracterizar estas diferencias con una precisión que no se había logrado anteriormente.