Le champ magnétique terrestre s'étend d'un pôle à l'autre et est fortement affecté par le vent solaire provenant du soleil. Ce « vent » est un flux de particules chargées constamment éjectées de la surface du soleil. Des éclairs soudains et occasionnels de luminosité connus sous le nom d'éruptions solaires libèrent encore plus de particules dans le vent. Parfois, les éruptions sont suivies d'éjections de masse coronale qui envoient du plasma dans l'espace.

Le flux de particules chargées qui en résulte parcourt des millions de kilomètres du soleil à la Terre. Quand ils arrivent ici, les particules font des ravages dans le champ magnétique terrestre. Le résultat peut être beau mais aussi destructeur :aurores et orages géomagnétiques. Les tempêtes sont graves et interfèrent avec un certain nombre de technologies importantes, y compris la signalisation GPS et les communications par satellite. Ils peuvent également endommager les réseaux électriques de surface. L'activité solaire apparaît aléatoire, ce qui rend difficile pour nous de prévoir ces tempêtes.

Dans la revue le chaos , des éditions AIP, un groupe d'enquêteurs d'Europe, dirigé par Reik Donner au Potsdam Institute for Climate Impact Research en Allemagne, rapporte une nouvelle méthode d'analyse des données de champ magnétique qui pourrait fournir une meilleure prévision à court terme des orages géomagnétiques. Cette nouvelle méthode repose sur une technique développée pour des systèmes dans un état éloigné de l'équilibre. Le champ magnétique terrestre correspond à ce paradigme car le champ est éloigné de l'équilibre par le vent solaire. Les systèmes éloignés de l'équilibre subissent souvent des changements brusques, comme le passage soudain d'un état de repos à un orage.

Les enquêteurs ont utilisé des valeurs horaires du temps de tempête de perturbation, ou Dst, indice. Les valeurs Dst donnent l'écart moyen de la composante horizontale du champ magnétique terrestre par rapport à sa valeur normale. Cette déviation se produit lorsqu'une grande rafale de particules chargées arrive du soleil et affaiblit le champ généré par la Terre. Les valeurs Dst forment un flux unique de nombres connu sous le nom de série chronologique. Les données de la série chronologique peuvent ensuite être refondues en une image 2D ou 3D en traçant un point de données par rapport à un autre à une période fixe dans le futur pour la prévision.

Ici, les auteurs ont créé un diagramme connu sous le nom de tracé de récurrence à partir des données reconstruites. Le tracé de récurrence est un tableau de points généralement distribué de manière non uniforme sur le graphique. Les auteurs ont utilisé leurs données pour examiner une paire de tempêtes géomagnétiques survenues en 2001 à partir de grandes éruptions solaires quelques jours avant la tempête.

Ils ont utilisé une méthode connue sous le nom d'analyse de quantification de récurrence pour montrer que les longues lignes diagonales dans ces tracés de récurrence indiquent un comportement géomagnétique plus prévisible. La méthode présentée ici est particulièrement bien adaptée pour distinguer les différents types de fluctuations du champ géomagnétique. La technique permet aux chercheurs de caractériser ces différences avec une précision jamais atteinte auparavant.