空气和水是两种对生命最为重要的流体。从童年记事开始我们就觉得已经很了解这两种流体了。然而，我们却很难预测它们的行为，有多少问题限于我们的知识我们不知道呢！我们能否解释如何精确地预测风、暴雨、台风？为什么雨是下在这里而不是那里？明年夏天是赤日炎炎，抑或是相反的凉爽宜人？永不止息的海浪不停地拍打着岸边，大海究竟是潮涨还是潮落？近年来，一些严重的事件逐渐增多：旋风、陆地龙卷风、海啸、洪水，我们知道他们是怎样运动的么？本书就回答了这些问题。

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         本书是法国两院院士、磁流体力学专家勒内 .莫罗教授新的一本科普杰作。他以一种独特的、颇具吸引力的科学视角为我们清晰、透彻地阐述了这些自然现象，诠释了自然界的神奇之处。莫罗教授深厚的流体力学专业功底和精湛的学识，使得本书得以一种深入浅出、简洁明快的语言风格，循序渐进、丝丝入扣地介绍了和空气与水休戚相关的自然现象。在这趟科学之旅中，莫罗教授带领我们倘佯在知识的海洋中，引领读者走进神奇的大自然，领略大自然的奥秘，极大地满足了读者了解自然现象的好奇之心。
今天，人类的生存面临着诸多交织在一起的环境因素。环境污染不仅
直接影响了我们的生活质量，还关系到我们的蓝色星球何去何从，有些环境问题的严重程度已经迫在眉睫，人类是时候要采取紧急行动了。然而，在当今信息爆炸的时代，一些科普知识和概念存在着被滥用、泛化的现象，公众的环境保护认识还有很多模糊之处。究竟我们每天身处其中的自然环
境是什么样的呢？
众所周知，空气和水是人类生存必不可少的两种流体，可是我们真的
了解它们吗？我们周围时常发生的和空气与水有关的自然现象，如台风、龙卷风、海啸、洪水等自然灾害，常常带来严重的后果。那么，它们是怎么产生的？进一步发展的机制又是什么样呢？


本书配有大量的插图，每章都以点题的优美诗句为始。全书的逻辑层
次分明，现象分析透彻，科学知识严谨，值得广大读者，特别是在校的各个年龄层的莘莘学子阅读。

目录
序言 勒内·莫罗i
致中国读者 勒内·莫罗iii
译者序 王晓东v
致谢 勒内莫罗vii
第一章 静态的大气1
第一节大气层的结构1
第二节大气的组成7
第三节大气中波的传播13
第四节大气层热力学20
第五节结论25
第二章 大气流动26
第一节大尺度的大气环流26
第二节大气低压与气旋36
第三节大气中的周期性现象48
第四节结论56
第三章 变幻莫测的大气58
第一节暴雨和龙卷风的形成与演化58
第二节暴雨的声光效应67
第三节降水78
第四节天气预报是如何实现的？82
第五节结论84
第四章 飞机为什么比空气重还能飞起来？86
第一节升力与阻力87
第二节飞机噪声是如何产生的？95
第三节激波与声障98
第四节结论101
第五章 风平浪静102
第一节静态的大海102
第二节声、光在海洋中的传播112
第三节舰艇的稳定性114
第四节全球范围内的洋流117
第五节结论121
第六章 潮起潮落与翻江倒海122
第一节潮汐122
第二节厄尔尼诺现象127
第三节涌浪与海浪129
第四节结论142
第七章 江河、溪流143
第一节大江大河的主要特征143
第二节弯曲和河曲（河套）154
第三节瀑布156
第四节结论158
第八章 湖泊、水库与大型水利工程159
第一节从沼泽地到水库发电160
第二节大型水坝的选址与生态平衡165
第三节江河的开发170
第四节水利发电站的一般结构173
第五节主要的港口设施180
第六节结论184
附录不稳定性与湍流185
第一节流动的突发性186
第二节界面剪切不稳定性或开尔文-亥姆霍兹不稳定性191
第三节其他形式的涡流194
第四节转捩197
第五节充分发展的湍流200
第六节结论206
术语表208
跋225

        空气和水是对人类最重要的两种流体。从童年记事起我们就开始了解这两种流体了。然而，它们的行为却很难预测，限于认识水平，我们对许多问题还不清楚。如何精确地预测风、暴雨、台风？为什么雨是下在这里而不是那里？明年夏天是赤日炎炎，还是凉爽宜人？海浪永不停息地拍打着岸边，究竟是潮涨还是潮落？


工程师和技工在参观大型水电设施、港口、空港的过程中接受培训，他们有机会看到或感受到这两种流体在这些场合中的流动。在惊叹于这些奇特现象的同时越来越了解它们的本质。渐渐地，对这些现象的理解促进了工程师对它们的研究，并演变成分析这些现象的手段。除了用于科学研究外，这些认知规律对每位读者也有参考价值。本书描述这两种流体的行为时将不使用方程推导和抽象概念，而是采用观察、感悟的方式，使读者了解更多的内容。
         空气与水涉及哪些领域？本书先带领读者了解静态的空气和水，然后介绍一些连续的、难以预测的波动现象，从地球尺度的流动到小规模的自然现象，如低大气压、云、雨、潮水及浪花。本书还会介绍一些庞大的水域网络，使我们有机会欣赏到很多了不起的水利工程。例如，为水利发电而建造的大坝，它们汇集河水灌溉着田地，并对周围大地的生态环境产生影响。本书采用相对简单的方式解释从自然界中观察的现象，读者群是关切当前环境问题的大众。
本书大部分的科学知识对于具有高中以上学历的读者都是可以理解的。例如，流体的温度、流体内部的压力等物理量都是大家所熟悉的。然而，有些现象是需要用到在大学里所学的较难知识和概念来解释的。为了使读者阅读起来顺畅，这些概念被单独列于相关章节。尚未学过这些知识的读者不用担心，可以先略过这些内容，在给出的例子中接触并逐渐掌握这些概念。此外，为了满足理工科读者的需求，我们在一个与本书相配套的网站上提供了很多的补充信息。例如，为善于推导方程的读者提供了一些理论解析，以及一些关于实验技术等方面的信息。
         本书正文摒弃了方程的使用，而是探讨了与现象有关的物理量的量级，并给出了必要的说明，这些量的量级非常重要。例如，大气运动的时间尺度为数周，而海洋运动的时间尺度却超过了千年：海水环旅世界需 1600年！
大气和海洋之间的相互作用涉及气象学和气候学，它对研究气候变暖非常重要。认识这些知识的目的在于可以了解一些重大挑战的科学基础，学习获取知识的方法，而不用深入具体的细节之中。
          总之，我希望给读者一种感受，是我向他们讲述了一个美丽的故事，向他们转述一种对自然的惊叹，关于这点，请允许我追念儒勒 ·凡尔纳，在我眼中，他是一个对科学知识的了解让人惊叹的老师之一，当我还是一个孩子的时候，就被他的作品《奇异的旅行》深深地吸引。我希望引用其中两篇和本书内容最相近的章节，这两篇的内容分别为本书第二章和第五章：《气球上的五星期》和《海底两万里》 ①，相较于这部作品的科学知识，儒勒·凡尔纳丰富的想象力点燃了更多的梦想。本书有助于读者在读完对空气与水的现象的合理描述后，跟随自己的步伐，把梦想逐渐变为现实。