空気中の水蒸気の量は、さまざまな要因に応じて、微量からすべての大気ガスの約4パーセントまで変化します。 水蒸気の割合(または湿度)は、外にいるときの気分や、周囲の動植物の健康状態を決定します。 また、雲の形成と、雷雨や冬の吹雪などの気象イベントの確率も決定します。
絶対湿度と相対湿度
特定の日の特定の時間における空気中の水分量の最も一般的な尺度は、相対湿度です。 この測定値は、絶対湿度とは異なります。絶対湿度は、特定の体積における水蒸気と乾燥空気の比率であり、温度とは無関係です。 相対湿度はパーセンテージで表されます。これは、空気が現在の温度で保持できる水分の最大量に対する存在する水分の量に等しくなります。 相対湿度が100%の場合、空気は飽和状態になり、水分は結露として凝縮するか、降水として空気から落下します。
雲の形成
太陽が輝いているとき、地面は熱を吸収し、その一部を大気中に放射して戻し、地面に近い空気を暖めます。 暖かい空気は冷たい空気よりも軽く、上昇して上向きの対流を形成します。 地面の空気が湿気でいっぱいになると(近くの湖や海からの蒸発の結果である可能性があります)、湿気は暖かい空気とともに上昇します。 空気は上層大気で冷やされます。冷気は水分をあまり保持できないため、水蒸気は凝縮してミストになります。温度が十分に低い場合は、氷の粒子になります。 地面からは、この結露は雲として認識されます。
沿岸および山岳気候帯
雲は太陽を遮り、その下の空気を冷やします。これにより、空気の相対湿度が上昇します。 空気が飽和すると降水量は減少し始めますが、それ以前でも、空気は霧や霧になる可能性があります。 最終的に、結露と降水は対流を止めるのに十分なほど空気を冷却し、雲は壊れます。 このサイクルは、大きな水域の近くで頻繁に繰り返されますが、砂漠など、蒸発する水源が不足している場所ではほとんど発生しません。 ただし、斜面の上昇気流が空気をより高く押し上げるため、湿度が低くても山の近くに雲が形成される可能性があります。 山頂付近で空気が冷えると、そこに含まれる水分が結露します。
雷雨とハリケーン
暖かい空気は大量の水分を保持する可能性があり、空気と水分の両方が急速に上昇します。 上層大気では、水分が急速に冷えて、減圧状態で広がる大きな雲を形成します。 空気の急速な上向きの流れは、地面の近くに低圧領域を作成し、より冷たい空気がこれらの領域を満たすために突入します。 この空気と湿気の循環の結果は、雷雨の暗い雲、風と雨です。 ハリケーンは、夏の間、熱帯の海上で極端な湿気条件と高温で発生します。 ハリケーンは、急速に蒸発する海水によって燃料が供給されるため、通常、上陸するとエネルギーを失い、散逸します。