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水蒸氣（也稱氛氣、蒸汽），是水（H₂O）的氣體形式。當水達到沸點時，水就變成水蒸氣。水蒸氣在空氣中是無色的。在海平面一標準大氣壓下，水的沸點為100°C或212°F或373.15K。當水在沸點以下時，水也可以緩慢地蒸發成水蒸氣。而在極低壓環境下（小於0.006大氣壓），冰會直接升華變水蒸氣。水蒸氣之密度為 0.59764 千克/立方米（100°C/212°F，101330Pa）。

水蒸氣可能會造成溫室效應，是一種溫室氣體。

地球大氣層的水蒸氣

氣態水是大氣很小但重要的組成部分。大約有99.99％是在對流層中。冷凝水蒸氣到液體或冰的階段主要由雲，雨，雪，霧，和其他沉澱物完成，而所有這些也是最重要的天氣要素。

霧和雲的形成，通過縮合周圍雲凝結核。若是在缺乏核的狀態，凝結只能發生在更低的溫度上。在持續凝結或沉積後，雲滴或雪花形成，並促成它們達到了臨界質量。

平流層的水蒸氣平均停留時間是10天左右。水的補充、降水、蒸發，是海洋，湖泊，河流和植物蒸騰及其他生物和地質過程作用的結果。

測量水蒸氣濃度表示為特定的濕度或相對濕度。如果降水立即凝結，那麼在整個地球表面，年全球平均水蒸氣只會帶來約25毫米的降水。然而，年平均降水量約1米，這表明在水在空氣中快速周轉。水汽在大氣層中能形成類似海洋中洋流的水汽通道，並且在一定的時間一個範圍內存在固定的水汽輸送總量，這意味着一個地方過度降水後，將會使得另一些區域獲得不到充沛的降水。

雖然火山排放的氣體差距很大，但是，水蒸氣始終是最常見的火山氣體，通常火山噴發有超過60％的排放量為水蒸氣。

雷達和衛星成像

由於水分子吸收微波和其他無線電波的信號，通過水時大氣中的雷達信號會衰減。此外，大氣中的水能否反射和折射信號，在一定程度上取決於它的狀態是、氣態、液態還是固態。

一般來說，當它們穿過對流層時，雷達信號傳送越遠將逐漸減弱強度。空氣中的一些成分對於某些頻率是不透明的，導致不同頻率的信號衰減速率不同。無線電波用於廣播和其他的通訊傳輸時也具有相同的效果。

水蒸氣比水的其他兩個狀態對雷達的影響較小。在水滴和冰晶狀態下，水被作為稜鏡。雖然一個單獨的分子無法成為稜鏡，然而，在大氣中的水蒸氣的存在下，就能形成一個巨大的稜鏡。 GOES-12衛星圖像的對比，顯示相對於海洋，雲和地球各大洲的大氣水汽分布。行星周圍的蒸汽，分布不均。

閃電產生

在閃電的產生中水蒸氣起到了關鍵作用。通常，地球大氣層上的雲是真正的靜電發電機。但雲有大量的電能的直接決定因素是水蒸氣存在於本地系統的數額。

水蒸氣的數額將直接影響空氣的介電係數。在低濕度的狀態，靜電放電是快速、容易的。但在高濕度的狀態，靜電放電的發生次數減少。然而，介電係數和電容一起作用，可以生產出電壓兆瓦的閃電。 例如經過雲時，它便開始以自己的方式成為一個閃電發生器，在大氣中水蒸氣充當絕緣體的作用從而降低雲的電能。經過了一定的時間之後，如果雲層繼續生成和存儲更多的靜電，大氣水蒸氣將最終導通雲存儲的電能。以被控地區閃電的形式，將這種能量釋放到地面。且每次放電強度直接與大氣介電係數、電容、以及雲層的發電能力相關。

水蒸氣凝結

常見的實例就是當你從冰箱拿出飲料時，過沒多久就會發現瓶身有許多小水珠，這是由於空氣中的水蒸氣遇到冷的瓶子而凝結。還有一個常見的就是當你在燒水煮飯時，開火的瞬間也會發現有水氣附著在鍋身，這是因為開火時，鍋子周遭的水蒸氣溫度瞬間升高，但鍋子溫度沒有上升那麼快，導致溫度高的水蒸氣附著凝結在相對較冷的鍋子上，等到鍋子溫度也上升到一定後，就又蒸發了。

測量

測量介質中的水蒸汽數量可以做直接或遠程測量，具有不同程度的準確性。電磁吸收遠程方法可以測量的行星大氣層。直接方法可以使用電子傳感器，或是蘸水的溫度計或吸濕性材料的物理性質，化學性質、尺寸變化。

	介質	溫度範圍（攝氏度）	測量不準確度	典型測量頻率	系統成本	注釋
懸掛式濕度計	空氣	-10到50	低到中度	每小時	低
星基光譜	空氣	-80到60	低		非常高
電容式傳感器	空氣/氣態	-40到50	中度	2到0.05赫茲	中	容易成為飽和/隨着時間推移污染
預熱的電容式傳感器	空氣/氣態	-15到50	中度到低	2到0.05赫茲（依賴於溫度）	中等到高	容易發生成為飽和/隨着時間推移污染
電阻式傳感器	空氣/氣態	-10到50	中度	60秒	中	容易發生污染
氯化鋰濕敏元件	空氣	-30到50	中度	連續	中
氯化鈷（II）	空氣/氣態	0到50	高	5分鐘	非常低	經常使用濕度指示卡
吸收光譜	空氣/氣態		中度		高
氧化鋁	空氣/氣態		中度		中	請參閱水份分析
氧化硅	空氣/氣態		中度		中	請參閱水份分析
壓電吸附	空氣/氣態		中度		中	請參閱水份分析
電解	空氣/氣態		中度		中	請參閱水份分析
毛髮濕度計	空氣	0到40	高	連續	低到中等	受溫度的影響。長時間高濃度會有負面作用。
濁度計	空氣/其他氣體		低		非常高
腸膜（牛腹膜）	空氣	-20到30	適中（帶調整）	慢，在較低溫度下更慢	低	參考：WMO氣象儀器和觀測方法指南 ＃8 2006年（頁1.12-1）（WMO Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation #8 2006, (pages 1.12-1)）
萊曼-α				高頻	高	http://amsglossary.allenpress.com/glossary/search?id=lyman-alpha-hygrometer1 需要頻繁的校準
重量法濕度計			非常低		非常高	通常是主要來源，美國、英國、歐盟及日本獨立制定標準。
	介質	溫度範圍（攝氏度）	測量精度	典型測量頻率	系統成本	注釋

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