空氣和水是對人類最重要的兩種流體。從童年記事起我們就開始了解這兩種流體了。然而，它們的行為卻很難預測，限于認識水平，我們對許多問題還不清楚。如何精確地預測風、暴雨、臺風？為什么雨是下在這里而不是那里？明年夏天是赤日炎炎，還是涼爽宜人？海浪永不停息地拍打著岸邊，究竟是潮漲還是潮落？


工程師和技工在參觀大型水電設(shè)施、港口、空港的過程中接受培訓，他們有機會看到或感受到這兩種流體在這些場合中的流動。在驚嘆于這些奇特現(xiàn)象的同時越來越了解它們的本質(zhì)。漸漸地，對這些現(xiàn)象的理解促進了工程師對它們的研究，并演變成分析這些現(xiàn)象的手段。除了用于科學研究外，這些認知規(guī)律對每位讀者也有參考價值。本書描述這兩種流體的行為時將不使用方程推導和抽象概念，而是采用觀察、感悟的方式，使讀者了解更多的內(nèi)容。
         空氣與水涉及哪些領(lǐng)域？本書先帶領(lǐng)讀者了解靜態(tài)的空氣和水，然后介紹一些連續(xù)的、難以預測的波動現(xiàn)象，從地球尺度的流動到小規(guī)模的自然現(xiàn)象，如低大氣壓、云、雨、潮水及浪花。本書還會介紹一些龐大的水域網(wǎng)絡(luò)，使我們有機會欣賞到很多了不起的水利工程。例如，為水利發(fā)電而建造的大壩，它們匯集河水灌溉著田地，并對周圍大地的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。本書采用相對簡單的方式解釋從自然界中觀察的現(xiàn)象，讀者群是關(guān)切當前環(huán)境問題的大眾。
本書大部分的科學知識對于具有高中以上學歷的讀者都是可以理解的。例如，流體的溫度、流體內(nèi)部的壓力等物理量都是大家所熟悉的。然而，有些現(xiàn)象是需要用到在大學里所學的較難知識和概念來解釋的。為了使讀者閱讀起來順暢，這些概念被單獨列于相關(guān)章節(jié)。尚未學過這些知識的讀者不用擔心，可以先略過這些內(nèi)容，在給出的例子中接觸并逐漸掌握這些概念。此外，為了滿足理工科讀者的需求，我們在一個與本書相配套的網(wǎng)站上提供了很多的補充信息。例如，為善于推導方程的讀者提供了一些理論解析，以及一些關(guān)于實驗技術(shù)等方面的信息。
         本書正文摒棄了方程的使用，而是探討了與現(xiàn)象有關(guān)的物理量的量級，并給出了必要的說明，這些量的量級非常重要。例如，大氣運動的時間尺度為數(shù)周，而海洋運動的時間尺度卻超過了千年：海水環(huán)旅世界需 1600年！
大氣和海洋之間的相互作用涉及氣象學和氣候?qū)W，它對研究氣候變暖非常重要。認識這些知識的目的在于可以了解一些重大挑戰(zhàn)的科學基礎(chǔ)，學習獲取知識的方法，而不用深入具體的細節(jié)之中。
          總之，我希望給讀者一種感受，是我向他們講述了一個美麗的故事，向他們轉(zhuǎn)述一種對自然的驚嘆，關(guān)于這點，請允許我追念儒勒 ·凡爾納，在我眼中，他是一個對科學知識的了解讓人驚嘆的老師之一，當我還是一個孩子的時候，就被他的作品《奇異的旅行》深深地吸引。我希望引用其中兩篇和本書內(nèi)容最相近的章節(jié)，這兩篇的內(nèi)容分別為本書第二章和第五章：《氣球上的五星期》和《海底兩萬里》 ①，相較于這部作品的科學知識，儒勒·凡爾納豐富的想象力點燃了更多的夢想。本書有助于讀者在讀完對空氣與水的現(xiàn)象的合理描述后，跟隨自己的步伐，把夢想逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實。