L’humidité, la quantité de vapeur d’eau dans l’air. Elle est la caractéristique la plus variable de l’atmosphère et constitue un facteur important du climat et de la météo. Voici un bref traitement de l’humidité. Pour un traitement complet, voir climat : Humidité atmosphérique et précipitations.
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La vapeur d’eau atmosphérique est un facteur important de la météo pour plusieurs raisons. Elle régule la température de l’air en absorbant le rayonnement thermique à la fois du Soleil et de la Terre. De plus, plus la teneur en vapeur de l’atmosphère est élevée, plus l’énergie latente est disponible pour la génération de tempêtes. En outre, la vapeur d’eau est la source ultime de toutes les formes de condensation et de précipitations.
La vapeur d’eau pénètre dans l’atmosphère principalement par l’évaporation de l’eau à la surface de la Terre, tant terrestre que marine. La teneur en vapeur d’eau de l’atmosphère varie d’un endroit à l’autre et d’un moment à l’autre car la capacité d’humidité de l’air est déterminée par la température. À 30 °C (86 °F), par exemple, un volume d’air peut contenir jusqu’à 4 % de vapeur d’eau. À -40 °C (-40 °F), en revanche, il ne peut en contenir plus de 0,2 pour cent.
Lorsqu’un volume d’air à une température donnée contient la quantité maximale de vapeur d’eau, on dit que l’air est saturé. L’humidité relative est la teneur en vapeur d’eau de l’air par rapport à sa teneur à saturation. L’air saturé, par exemple, a une humidité relative de 100 %, et près de la Terre, l’humidité relative tombe très rarement en dessous de 30 %. L’air non saturé peut devenir saturé de trois façons : par évaporation de l’eau dans l’air ; par le mélange de deux masses d’air de températures différentes, toutes deux initialement non saturées mais saturées en tant que mélange ; ou, le plus souvent, par le refroidissement de l’air, qui réduit sa capacité à retenir l’humidité sous forme de vapeur d’eau, parfois au point que la vapeur d’eau qu’il retient est suffisante pour la saturation. Ce refroidissement de l’atmosphère peut être provoqué de plusieurs façons, par exemple par l’arrivée d’une masse d’air plus froid ou par le déplacement d’une masse d’air sur le flanc d’une montagne. Si le refroidissement se poursuit au-delà du point de saturation, et à condition qu’il y ait suffisamment de noyaux de condensation dans l’air autour desquels de minuscules gouttelettes de nuage ou de brouillard peuvent se former, l’humidité excédentaire se condense dans l’air sous forme de gouttelettes de nuage ou de brouillard ou de diverses formes de précipitations à la surface de la Terre. Le processus de condensation libère toutefois de la chaleur latente, qui peut aider le nuage à se développer vers le haut, en réchauffant l’air humide, ce qui le fait monter, ou, à l’inverse, peut faire s’évaporer les nuages, car l’air réchauffé tombe en dessous du point de saturation et est capable d’absorber davantage de vapeur d’eau. Lorsque les nuages se forment, cependant, ils bloquent une partie du rayonnement solaire et ont ainsi un effet net de refroidissement de l’air.
Il faut prendre soin de distinguer l’humidité relative de l’air et sa teneur en eau ou sa densité, appelée humidité absolue. Les masses d’air au-dessus des déserts tropicaux tels que les déserts du Sahara et du Mexique contiennent de grandes quantités d’humidité sous forme de vapeur d’eau invisible. Toutefois, en raison des températures élevées, les humidités relatives sont très faibles. Inversement, l’air des très hautes latitudes, en raison des basses températures, est fréquemment saturé même si la quantité absolue d’humidité dans l’air est faible.