Вода Земли постоянно проходит через гидрологический цикл. Некоторые естественные процессы заставляют воду переходить из твердого состояния в жидкое и в газообразное. Когда вода превращается в газ, она попадает в атмосферу одним из трех способов.
Когда вода нагревается до точки кипения, она превращается в водяной пар и попадает в атмосферу. Энергия солнца заставляет воду нагреваться и испаряться. Большое количество воды в облаках в атмосфере происходит из воды, которая испарилась из океана и в конечном итоге сконденсировалась в верхних слоях атмосферы. Однако вода может испаряться и с почвы, и с других поверхностей.
По данным Геологической службы США, около 10% воды в атмосфере является результатом транспирации - процесса, при котором водяной пар выделяется листьями растений. Корни растений вытягивают воду из почвы. Часть этой воды выбрасывается в атмосферу в виде пара, когда небольшие отверстия в листьях, называемые устьицами, открываются во время фотосинтеза.
Сублимация включает в себя переход воды из твердого состояния непосредственно в газообразное, без промежуточной жидкой фазы. Лед обычно превращается непосредственно в водяной пар на больших высотах, где влажность относительно низкая, присутствуют сухие ветры и много солнечного света.