地球の大気には、約78パーセントの窒素、21パーセントの酸素、0.9パーセントのアルゴンが含まれています。 残りの0.1％は、二酸化炭素、亜酸化窒素、メタン、オゾン、水蒸気で構成されています。 それらの少量にもかかわらず、これらの大気ガスのわずかな変化でさえ、世界のエネルギーバランスと温度に影響を与えます。 最も重要な温室効果ガスである水蒸気は、温度によって変動します。
空気中の水蒸気の割合
空気中の水蒸気の割合は、温度によって異なります。 寒い北極と南極（および最も高いアルプス地域）の水蒸気の割合は0.2％に達する可能性がありますが、最も暖かい熱帯の空気には最大4％の水蒸気が含まれる可能性があります。
水蒸気と温度
つまり、乾燥空気の温度が高いほど、空気が保持できる水蒸気の量が多くなります。 気温が下がると、水蒸気量が減少します。 したがって、空気中の水蒸気の割合は、温度（および圧力）によって変化します。 大気中の水分量が飽和状態になると、湿度は100％になります。
100％の飽和レベルでは、水蒸気が凝縮して水滴を形成します。 水滴が十分に大きくなると、雨が降ります。 小さな水滴は雲や霧のように見えます。 飽和状態を下回ると、大気中の水蒸気の割合は通常、相対湿度として報告されます。
相対湿度を見つける
湿度とは、大気中の水分量を指します。 相対湿度は、大気中の水蒸気の量を、その温度で空気が保持できる理論上の最大水蒸気量と比較します。
相対湿度は、特別な湿り空気線図とスリング乾湿計または2つの温度計を使用して決定できます。 スリング乾湿計は、スイベルまたは短いチェーンに取り付けられた小さなボードに一緒に取り付けられた2つの温度計で構成されています。 1つの温度計には乾球があります。 2番目の温度計である湿球温度計は、湿球を湿球で包んでいます。
乾球温度計は気温を測定します。 湿球温度計は、蒸発する水の冷却効果で温度を測定します。 使用するには、湿球温度計の布を濡らしてから、温度計を10〜15秒間振ります。 両方の温度を読み取ります。
相対湿度温度差
上記の測定を2〜3回繰り返して、湿球温度計が最低値に達していることを確認します。 2つの読み取り値の差は、相対湿度を見つけるために使用されます。 読み取り値の差が大きいほど、相対湿度は低くなります。
たとえば、86°F（30°C）では、2.7°F（1.5°C）の差は、相対湿度が非常に高いことを意味します。 89％、27°F（15°C）の差は、相対湿度が17％と非常に低いことを意味します。 湿り空気線図では、乾球温度計の読み取り値がx軸からの垂直線として表示されます。
湿球の測定値は、チャートの左上部分に沿って曲線として表示されます。 相対湿度を見つけるために、垂直乾球温度線と角度の付いた湿球温度線の交点を見つけます。
水蒸気と絶対湿度
絶対湿度は、空気の蒸気濃度または密度で構成されます。 絶対湿度は、密度の式を使用して計算できます。
dv = mv ÷V
ここで、Dv は蒸気の密度、mv は蒸気の質量、Vは空気の体積です。 体積（V）が変化するため、温度や圧力の変化に伴って密度や絶対湿度が変化します。 空気の量は、温度が上がると増加しますが、圧力が上がると減少します。
人間の観点からは、空気の湿度が高いほど、大気中の水蒸気が多くなります。 空気中の水蒸気量が増えると、蒸発量は減少します。 周囲の空気の水蒸気容量が高いと汗が蒸発しにくいため、湿度が高いと皮膚の冷却効果が低下します。
水蒸気が重要な理由
二酸化炭素ではなく水蒸気が、地球で最も重要な温室効果ガスです。 太陽に加えて、水蒸気は地球の暖かさの2番目の源としてランク付けされており、温暖化効果の約60パーセントを占めています。 水蒸気は地面から暖かさを捕らえて保持し、その暖かさを大気に運びます。
水蒸気は赤道から極に向かって熱を移動させ、世界中に熱を分散させます。 水分子によって吸収された熱は、蒸発のためのエネルギーを提供します。 その水蒸気は大気中に上昇し、熱を大気中に運びます。
水蒸気が上昇すると、最終的には大気の密度が低くなり、空気が冷たくなるレベルに達します。 水蒸気の熱エネルギーが周囲の冷たい空気に失われると、水蒸気が凝縮します。 十分な水蒸気が凝縮すると、雲が形成されます。 雲は太陽光を反射し、地球の表面を冷やすのに役立ちます。