En disparaissant, l'épouse du psychiatre Leo Liebenstein laisse derrière elle un seul indice, déconcertant : une femme qui lui ressemble en tout point, qui parle et se comporte comme elle — ou presque comme elle — et va jusqu'à prétendre qu'elle est sa femme. Alors que tout le monde se laisse tromper par ce simulacre, Leo sait que, dans les affaires du coeur, on ne peut se fier à ses sens. Persuadé que la vraie Rema est en vie et se cache quelque part, Leo se met en quête de son amour perdu. Avec l'aide d'Harvey, l'un de ses patients — qui se prend pour un agent secret capable de contrôler le temps qu'il fait –, Leo tente de démêler le mystère de la substitution de sa femme. Au fil de ses recherches, il découvre les écrits de l'énigmatique météorologiste Tzvi Gal-Chen, l'Académie royale de météorologie et le conflit cosmique qui l'oppose aux « 49 Pères quantiques ». Il est de plus en plus convaincu que tous ces éléments ont un lien avec son épouse, ou lui, ou Harvey. Des rues de New York aux confins de la Patagonie, il va tenter de lutter contre cette vérité apparemment incontestable dont son coeur, pourtant, connaît la fausseté. Perturbations atmosphériques est tout à la fois une histoire d'amour fou, une sombre comédie, un thriller psychologique et le tableau troublant d'une fissure intérieure. Empruntant des chemins ouverts par Borges et Pynchon, Rivka Galchen explore ce moment de crise où l'on s'aperçoit que la réalité sur laquelle notre vie repose n'est plus acceptable et que la personne que l'on aimait n'est plus que la personne avec laquelle on vit.