一种新的分析方法可以更好地预测太阳耀斑和地球上的磁暴

发展了预报地磁暴的新技术

一种新的分析方法可以更好地预测太阳耀斑和地球上的磁暴

地球的磁场从一极延伸到另一极，强烈地受到来自太阳的太阳风的影响。这种“风”是一股不断从太阳表面喷射出的带电粒子流。偶尔突然闪现的被称为太阳耀斑的亮度会向风中释放更多的粒子。有时，耀斑之后是日冕物质抛射，将等离子体送入太空。

由此产生的带电粒子通量从太阳到地球有数百万英里。当它们到达地球时，粒子会对地球磁场造成严重破坏。结果可能是美丽的，但也可能是破坏性的:极光和地磁风暴。风暴非常严重，干扰了包括GPS信号和卫星通信在内的许多重要技术。它们还会对地面电网造成损害。太阳活动似乎是随机的，这使得我们很难预测这些风暴。

德国波茨坦气候影响研究所(Potsdam Institute for Climate Impact Research)的莱克•唐纳(Reik Donner)带领的一组欧洲研究人员在《混沌》(Chaos)杂志上报告了一种新的分析磁场数据的方法，这种方法可能会为地磁风暴提供更好的短期预报。这种新方法依赖于一种为远离平衡状态的系统开发的技术。地球的磁场符合这一模式，因为磁场被太阳风远离平衡。远离平衡的系统经常经历突然的变化，例如从静止状态突然转变为风暴。

研究人员使用了扰动风暴时间(Dst)指数的小时值。Dst值给出了地球磁场水平分量与正常值的平均偏差。当大量带电粒子从太阳爆发并削弱地球产生的磁场时，就会发生这种偏差。Dst值形成一个称为时间序列的数字流。然后，时间序列数据可以通过在未来一定的时间内将一个数据点与另一个数据点绘制成二维或三维图像来进行预测。

在这里，作者从重构的数据中创建了一个称为递归图的图表。递归图是一组典型的非均匀分布在图中的点。作者用他们的数据观察了2001年发生在风暴前几天大太阳耀斑的一对地磁风暴。

他们使用了一种称为递归量化分析的方法来表明，这些递归图中的长对角线表明了更可预测的地磁行为。这里报道的方法特别适合于区分不同类型的地磁场波动。这项技术使研究人员能够以一种以前没有达到的精度来描述这些差异。