El agua de la Tierra está en constante transición a través del ciclo hidrológico. Varios procesos naturales hacen que el agua cambie los estados de sólido a líquido a gas. Cuando el agua se convierte en gas, entra a la atmósfera de tres maneras diferentes.

Evaporación

Cuando el agua se calienta a su punto de ebullición, se convierte en vapor de agua y entra en la atmósfera. La energía del sol hace que el agua se caliente y se evapore. Una gran cantidad de agua en las nubes en la atmósfera proviene del agua que se evaporó del océano y finalmente se condensó en la atmósfera superior. Sin embargo, el agua también se puede evaporar del suelo y otras superficies.

Transpiración

Alrededor del 10% del agua en la atmósfera es el resultado de la transpiración, un proceso en el cual el vapor de agua es liberado por hojas de plantas, de acuerdo con el Servicio Geológico de los Estados Unidos. Las raíces de las plantas extraen agua del suelo. Parte de esta agua se libera a la atmósfera en forma de vapor cuando se abren pequeñas aberturas en las hojas, llamadas estomas, durante la fotosíntesis.

Sublimación

La sublimación implica la transición de agua de su estado sólido directamente a su estado gaseoso, sin una fase líquida en el medio. El hielo típicamente cambia directamente al vapor de agua a grandes altitudes, donde la humedad es relativamente baja, hay vientos secos y abundante luz solar.