Vesihöyryn määrä ilmassa vaihtelee pienistä määristä noin 4 prosenttiin kaikista ilmakehän kaasuista useista tekijöistä riippuen. Vesihöyryn prosenttiosuus - tai kosteus - määrittää, miltä sinusta tuntuu ollessasi ulkona, sekä ympäröivien eläinten ja kasvien terveydestä. Se määrittää myös pilvien muodostumisen ja sääolosuhteiden, kuten ukkosen tai lamaavan talvimyrskyn, todennäköisyyden.
Absoluuttinen ja suhteellinen kosteus
Yleisin ilman kosteuden määrän mitta tietyn ajankohtana tiettynä päivänä on suhteellinen kosteus. Tämä mitta eroaa absoluuttisesta kosteudesta, joka on yksinkertaisesti vesihöyryn ja kuivan ilman suhde tietyssä määrin ja riippumaton lämpötilasta. Suhteellinen kosteus ilmaistaan prosentteina: se on yhtä suuri kuin läsnä olevan kosteuden määrä suhteessa enimmäiskosteuteen, jonka ilma voi pitää nykyisessä lämpötilassa. Kun suhteellinen kosteus on 100 prosenttia, ilma on kyllästetty ja kosteus joko tiivistyy kasteena tai putoaa ilmasta sateena.
Pilvien muodostuminen
Kun aurinko paistaa, maa imee lämpöä ja säteilee osan siitä takaisin ilmakehään, lämmittäen ilmaa lähellä maata. Lämmin ilma on kevyempää kuin viileä, ja se nousee muodostaen ylöspäin suuntautuvan konvektiovirran. Kun maa-ilma on täynnä kosteutta - mikä voi johtua läheisen järven tai meren haihtumisesta - kosteus nousee lämpimän ilman mukana. Ilma jäähtyy ylemmässä ilmakehässä, ja koska viileä ilma voi pitää vähemmän kosteutta, vesihöyry tiivistyy sumuksi tai, jos lämpötila on riittävän kylmä, jäähiukkasiksi. Maasta tämä tiivistyminen havaitaan pilvinä.
Rannikko- ja vuoristoalueiden ilmastovyöhykkeet
Pilvet estävät auringon ja jäähdyttävät niiden alla olevaa ilmaa, mikä lisää ilman suhteellista kosteutta. Kun ilma on kyllästynyt, sateet alkavat pudota, mutta jo ennen sitä ilma voi tulla sumuiseksi ja sumuiseksi. Lopulta kondensaatio ja sateet viilentävät ilmaa niin, että konvektio pysähtyy, ja pilvet hajoavat. Tämä kierto toistuu usein suurten vesistöjen lähellä, mutta tuskin koskaan tapahtuu paikoissa, joissa ei ole haihtuvan veden lähdettä, kuten aavikoita. Pilviä voi kuitenkin muodostua lähellä vuoria, vaikka kosteus olisi heikkoa, koska rinteiden nousut työntävät ilmaa korkeammalle. Kun ilma jäähtyy lähellä vuorenhuippuja, kaikki sen sisältämä kosteus tiivistyy.
Ukkosmyrskyjä ja hurrikaaneja
Lämmin ilma pitää sisällään suuren määrän kosteutta, ja sekä ilma että kosteus nousevat nopeasti. Ylemmässä ilmakehässä kosteus jäähtyy nopeasti muodostaen suuria pilviä, jotka leviävät alennetussa paineessa. Nopea ylöspäin suuntautuva ilmavirta luo matalapainealueita lähellä maata, ja viileämpi ilma tunkeutuu täyttämään nämä alueet. Tämän ilman ja kosteuden kierron seurauksena ovat ukkosen tummat pilvet, tuuli ja sade. Hurrikaanit kehittyvät äärimmäisissä kosteusolosuhteissa ja korkeissa lämpötiloissa trooppisten valtamerien yläpuolella kesäkuukausina. Koska hirmumyrskyt ruokkivat nopeasti haihtuvaa merivettä, hurrikaanit yleensä menettävät energiaa ja haihtuvat laskeutuessaan.