Het water van de aarde is voortdurend in transitie door de hydrologische cyclus. Verschillende natuurlijke processen zorgen ervoor dat water van staat verandert van vast naar vloeibaar naar gas. Wanneer water een gas wordt, komt het op drie verschillende manieren in de atmosfeer.

Verdamping

Wanneer water wordt verwarmd tot het kookpunt, wordt het waterdamp en komt het in de atmosfeer. Energie van de zon zorgt ervoor dat water opwarmt en verdampt. Een groot deel van het water in wolken in de atmosfeer komt van water dat verdampt uit de oceaan en uiteindelijk gecondenseerd is in de bovenste atmosfeer. Water kan echter ook verdampen van de bodem en andere oppervlakken.

Transpiratie

Ongeveer 10% van het water in de atmosfeer is het resultaat van transpiratie, een proces waarbij waterdamp wordt afgegeven door plantenbladeren, volgens de US Geological Survey. Plantwortels halen water uit de bodem. Een deel van dit water komt in de atmosfeer vrij als damp wanneer kleine openingen in de bladeren, huidmondjes genaamd, open gaan tijdens fotosynthese.

Sublimatie

Sublimatie omvat de overgang van water van de vaste stof direct naar zijn gasvormige toestand, zonder een vloeistoffase daartussenin. IJs wisselt meestal rechtstreeks in waterdamp op grote hoogten, waar de luchtvochtigheid relatief laag is, droge winden aanwezig zijn en de zon overvloedig aanwezig is.