导语

  

    宇宙起源、引力波、黑洞、陨石撞击、大陆漂移、造山运动、恐龙灭绝、地震、火山、海温异常、北极增暖、雨雪冰冻、高温热浪、森林山火、暴雨雷电、台风龙卷，这些来自宇宙、地球和大气中的多种自然演变现象，是包括自然科学研究者在内的每位读者关注和思考的问题。钱维宏教授以天文、大气和地球物理的多学科知识为背景，用层次物理分解的扰动法，从混沌的世界中解读发生在宇宙、地球和大气中的内在结构演变与相对扰动，带领读者享受自然界中客观存在的对称美。这部作品采用宏大叙事，兼具科学思想性和科普艺术性，有助于启发年轻人的创新思维和科研与业务预报人员的方法论思考。

内容提要

  

    真实世界是一个由物质和能量构成的多层次有机物理世界，具有内在变量之间的物理联系和外界作用下的演化规律。对客观世界的分层次物理分解能让其结构更清楚，扰动更突显。人对客观世界的认识依赖于世界观和方法论。
    本书作者以天文、大气和地球物理的多学科知识为背景，分别描述了天文上的“真实宇宙”，地理上的“真实地球”，大气中的“真实气候”和“真实天气”四个部分。“真实宇宙”中解答了太阳系行星与卫星的自然分布和自转方向性问题；“真实地球”中解读了大陆多次往来漂移和造山运动遗留的自然痕迹；“真实气候”中介绍了地球大气中客观存在的八圈环流并剖析了多种气候异常；“真实天气”中用扰动天气图显示出了热浪、低温和暴雨等诸多极端天气发生的扰动变量时空结构。

    钱维宏，北京大学物理学院教授，博士生导师，长期从事天气学和气候学的教学与科研。近十年来，他针对各种频发的极端天气和异常气候事件，分强度、范围和持续时间等方面分类分析，将大气变量分解成瞬变气候和瞬时扰动，发现气象事件是大气中扰动能量释放的表现，于是开创性地提出了极端气象事件分析和预报的扰动法。扰动法在获得国家专利授权后，他对国内外的各种极端气象事件追踪研究，已发表50多篇论文。2017年，施普林格（Springer）以教材的形式出版了他汇编的《瞬变气候和异常天气分析》（Temporal Climatology and Anomalous Weather Analysis）一书。如今，他所开创的扰动法已为中央和地方气象台的极端天气预报业务提供了广泛的指导。

第一篇  真实宇宙
  1.1  东方早期的天文学思想
  1.2  西方天文学的思想体系
  1.3  望远镜拓展了宇宙空间
  1.4  无穷时空层次下的宇宙
  1.5  宇宙的局部膨胀与局部收缩
  1.6  宇宙“藤原效应”产生引力波
  1.7  宇宙势的空间不均匀分布
  1.8  百亿年前的太阳系演化
  1.9  确定宇宙势下的太阳诞生
  1.10  太阳系与遥远的黑洞
  1.11  星云速度切变形成行星分布
  1.12  地球与月球的兄弟关系
  1.13  月球伴随地球的生命过程
  1.14  地球与“堂弟”火星一家
  1.15  类地行星家族
  1.16  两颗最大行星的共存
  1.17  天涯和海角的行星家族
  1.18  行星表面波和涡的痕迹
  1.19  行星和宇宙中的龟裂现象
  1.20  柯伊伯带上的太阳系天体
第二篇  真实地球
  2.1  地球的地质演化
  2.2  大陆漂移的方向性
  2.3  大陆板块漂移的痕迹
  2.4  两半球的大陆面积相等
  2.5  大西洋洋中脊的形成
  2.6  地磁场倒转的成因
  2.7  通向地幔的火山喷发
  2.8  西太平洋的六条洋中脊
  2.9  大陆漂移遗留的岛链
  2.10  青藏高原的隆升谜题
  2.11  名副其实的地中海
  2.12  大陆漂移后的两极地貌
  2.13  板块边缘的地震火山带
  2.14  地质力学与大陆漂移模拟
  2.15  全球大陆的东边缘岛屿
  2.16  恐龙时代结束的原因
  2.17  长期南移的长江入海口
  2.18  苏北冲积平原的形成环境
  2.19  美国大陆的东西海岸带
  2.20  顺应自然环境的资源利用
第三篇  真实气候
  3.1  古代气候钟与现代气候钟
  3.2  认识瞬变气候的物理含义
  3.3  瞬变气候中的四圈环流
  3.4  海陆分布下的沃克环流
  3.5  海洋与大气的耦合关系
  3.6  大气和海洋中的最大扰动
  3.7  全球季风形成的根本原因
  3.8  季风降水的时空不对称
  3.9  季风槽与地形气候槽
  3.10  热带季风的边缘活动带
  3.11  两极海冰的反对称变化
  3.12  探寻北极海冰年际事件
  3.13  北极内外冬季暖冷趋势
  3.14  欧亚与格陵兰的冬温异常
  3.15  俄罗斯大火与巴基斯坦大水
  3.16  南亚高压的异常活动
  3.17  西北太平洋的高压扰动
  3.18  赤道大气中的季节内振荡
  3.19  季度气候预测的难题
  3.20  扰动方程组模式
第四篇  真实天气
  4.1  扰动天气图上的涡
  4.2  扰动系统定位暴雨
  4.3  北京特大暴雨扰动
  4.4  相对扰动与绝对扰动
  4.5  美国龙卷扰动系统
  4.6  中国龙卷扰动系统
  4.7  影响航空的雷暴天气
  4.8  南海台风的异常右转
  4.9  东海台风的异常左转
  4.10  桑迪飓风的扰动遭遇
  4.11  双台风复杂运动
  4.12  扰动方程组模式模拟台风路径
  4.13  扰动方程组模式模拟飓风路径
  4.14  台风的真实引导气流
  4.15  地面热浪的扰动信号
  4.16  地面低温的扰动信号
  4.17  南方冻雨与大气扰动
  4.18  边界层扰动逆温下的霾
  4.19  边界层扰动逆温下的雾
  4.20  加州山火大气扰动
后记