Jordens vatten övergår ständigt genom hydrologisk cykel. Flera naturliga processer gör att vatten kan ändra tillstånd från fast till flytande till gas. När vatten blir en gas, går det in i atmosfären på ett av tre olika sätt.

Förångning

När vatten värms till kokpunkten blir det vattenånga och kommer in i atmosfären. Energi från solen gör att vattnet värms och avdunstas. En stor del av vattnet i moln i atmosfären kommer från vatten som avdunstar från havet och slutligen kondenseras i övre atmosfären. Vatten kan emellertid avdunsta från mark och andra ytor också.

Transpiration

Omkring 10% av vattnet i atmosfären är resultatet av transpiration, en process där vattenånga släpps ut av växtlöv, enligt den amerikanska geologiska undersökningen. Växtrotar drar vatten från jorden. Vissa av detta vatten släpps ut i atmosfären som ånga när små öppningar i bladen, kallad stomata, öppnas under fotosyntesen.

Sublimering

Sublimering innebär övergången av vatten från sitt fasta tillstånd direkt till dess gasformiga tillstånd, utan en vätskefas däremellan. Is förändras typiskt direkt i vattenånga vid höga höjder, där fuktigheten är relativt låg, torra vindar är närvarande och solsken är rik.