Il vapore acqueo
Una consistente parte del vapore acqueo proviene dall'evaporazione dell'acqua dalla superficie marina e lacustre. Una parte minore proviene dalla traspirazione delle piante, soprattutto nelle aree equatoriali.
Il vapore è invisibile e le nubi o le nebbie sono in realtà formate da piccole gocce d'acqua allo stato liquido, corpi che si credono leggeri, ma possono pesare anche migliaia di tonnellate.
Umidità relativa e assoluta
L'umidità atmosferica è la quantità di vapore acqueo presente nell'atmosfera e viene misurata con l'igrometro.
L'umidità assoluta è la quantità in grammi di vapore acqueo presente in un metro cubo di aria. Essa varia con la latitudine: è elevata all'equatore e bassa ai poli; diminuisce al crescere dell'altitudine e è inferiore nelle zone continentali, perché l'alta pressione impedisce l'ingresso di aria umida.
L'umidità relativa è la quantità di vapore acque presente nell'aria rispetto alla quantità massima che può essere contenuta a una determinata temperatura. L'aria calda può contenere una quantità maggiore di vapore rispetto a quella fredda, quindi con una diminuzione di temperatura c'è un aumento di umidità relativa e viceversa. L'umidità relativa è maggiore nelle ore notturne e minima verso mezzogiorno.
L'aria si definisce satura quando contiene la quantità massima di vapore che può contenere a quella temperatura. Quando è pura e non ci sono nuclei di condensazione, può contenere una quantità di vapore superiore al limite di saturazione e si definisce soprasatura.
La condensazione
Superato il limite di saturazione, inizia il processo di condensazione e la massa d'aria restituisce l'energia che era stata utilizzata per l'evaporazione, cioè il calore latente di condensazione.
La condensazione si ottiene anche con il raffreddamento della massa d'aria fino al punto di rugiada, temperatura alla quale la massa d'aria deve essere raffreddata per avere la saturazione.
Il punto d'intersezione fra le linee della temperatura al suolo e quelle del punto di rugiada individua l'altezza a cui si formano i cumuli. Nell'esempio, con una temperatura al suolo di 10 °C il punto di rugiada si ha a 0 °C ad un'altezza di 1,3 km.
La condensazione si ha con polveri, fumi, ceneri vulcaniche, cristalli di sale, polline che funzionano da nuclei di condensazione; essi sono igroscopici e con la loro carica elettrica attirano le molecole polari dell'acqua.