空中的水汽除能吸收热力以外，还有一种能力为旁的气体所没有的，就是能变成流质或凝为固体。有时能化成很美丽的云霞，有时更能下倾盆的大雨，天冷时可在窗上结成花一般的霜，或则降下许多雪片使整个世界变成了琼楼玉宇。若是地球上没有水汽，便要永久大旱，不见云霓，动植物和人类均不能生存。

大气好像一座引擎，而太阳和水汽却是这引擎的原动力。太阳从海洋摄取水汽，腾入高空，变为云雾，下降成雨雪，流入江河，朝宗归海，这样循环不已。据地质学家观察，可以使高山削为平地，沧海变成桑田。这引擎的动作好像一座蒸汽机，看来很简单，但是有一点应该加以解释的，就是太阳如何能使海洋所蒸发的水汽腾空到数千公尺之高。当我们在锅内煮水的时候，水的温度渐渐增高，等到水沸以后，水只在锅内沸腾，温度就停在一百摄氏度，不再增高。锅内的水就慢慢地减少，蒸成云雾。此时所用热力并未消失，是用来拆散水分子间的结合力，而使成分为水汽。水汽凝结成水点时，则以前所费的热力，仍旧能恢复，这热力名为潜热。当太阳照到地面或洋面的时候，大陆或海洋把空气蒸热，此团空气因为比附近的空气温度高，便要浮起来，空气向上升则压力减少，体积膨胀起来。凡是气体膨胀，温度降低，反之，若受压缩则温度增加。譬如骑脚踏车的拿橡皮车胎来打气，车胎一定发热，这就是因为受压缩的缘故。若是车胎里的气泄出来，手触着了就觉得冷，也就是因为气体膨胀的缘故。依照气象学家的推算，干燥空气向上升，气温低降极快，每上升一千公尺，低减十度。上面讲过自然大气中温度的分布，每向上升一千公尺，温度低减六度。所以在地面受了热的干空气，若是上升膨胀而变冷，温度降低很快，不久就和四周空气一样热，就停止上升。潮湿空气可就不同了，一旦变冷，水汽就要凝结，潜热放出来可以使空气加热，干燥空气上升一千公尺减少十度，而潮湿空气因有放出来的潜热，只减少五六度，所以潮湿空气上升，往往一发不可复止，就升腾到很高的高度，成为云雾和雨露。一辆汽车所用的原动力是汽油，把汽油变成了气，能力就产生了；潮湿空气的原动力是水汽，把水汽凝成了水，能力也就产生了。

空中的水汽，还有一点是不守普通气体的规则的。读过化学的，知道有所谓道尔顿定律，说空中各类气体的存在是不受旁的气体的约束或是排挤。譬如一平方英尺地面上有一吨重的空气，里面有四百磅的氧和一千六百磅的氮。若是地面上没有氮，一平方英尺上的氧，还只是四百磅，反之若是地面上只有氧而无氮，则加氮以后每平方英尺上的氧还是四百磅，并不因而减少。水汽可就不同了。水汽到了空中就能排挤旁的气体。水汽和空气的重量是六十四与一百之比，因此潮湿空气要比干燥空气来得轻。

空中吸收水汽有一定限量，达到了限量就再不吸收，这限量叫饱和点。空中能吸收水汽容量的多少，要看温度的高低和原来空中已有水汽之多少。在冰点的时候，一磅重的干空气可以吸收十六分之一盎司的水汽；到五十华氏度，吸收量就加一倍；到七十度加两倍；到一百一十度就可达到一盎司了。夏天的时候，空中水汽量比冬天大得多。在南京夏天下雷雨，一二小时以内，能下一英寸的雨，这是常有的事。一英寸的雨水量就很可观，单以南京城而论，一英寸的雨，全城就有一百四十万吨，或是二千二百万担的水，这不是可惊的数目吗？(www.daowen.com)

空中的水汽是无形无色的，一经凝结就变成了有形有色的云。云这东西变幻莫测，所以古人有白云苍狗之说。白居易在杭州万松林曾作了一首浣云诗：“白云本无心，舒养能自洁，预落一鉴空，可浣不可涅，鸢飞鱼跃间，上下俱澄澈。”照现在眼光看起来，白云虽无心，但是白云当中每个微细的水点，非有一颗心核是不能凝结的。因空中水汽到了饱和点，必得凝结在一颗心核上。这心核在城邑中是细微的煤灰，在海面上是盐粒，在乡村中是花粉，就是空中的离子，也可当作心核。至于较大的沙粒，倒反不适于作心核，因它根本没有吸收水汽的能力。南京近五年来，人口增加了一倍，人烟多，煤气亦多，所以光只近三年来，南京微尘的数目就增进了一倍。城市中煤灰一多，水汽凝结在上面就成了雾，欧、美大城市之雾，是很大一个问题。譬如伦敦一年中九十多天有雾，雾重时数十码以外不辨人物，这可见心核对于云雾的重要。说白云本无心，其实白云不但有心，而且每一块白云有千万万颗的心。中国古代还有一种误解，以为云是浮在空中的，好像和气球一样，所以有浮云之称，像杜甫诗“天上浮云如白衣”。实际云点并不如气球一样，它较空气为重，一直在空中下降。云点极微小，每小时只能下降五十公尺。唯其下降这样迟缓，空中只要略有上升的气流，就把它顶住不得下来。民国二十三年的夏季这么大旱，空中仍是天天有云，这表示空中并非没有水汽，而是因云点过小，对流太强，不能下降成雨的缘故。

云雾的成因不外乎三种，一是因两种潮湿不同的空气混合起来，可以变成云雾，如长江口岸在春季三四月的时候从海洋上吹来的海洋气流，温度低而湿气重，一到大陆和原来气流相遇就可凝成云雾。二是温暖的空气，遇到了寒冷的地面或是海洋，如南京冬季早晨多雾，就是因为晚上地面辐射甚多，温度降低，空气遇到地面就达饱和点而成雾。在山谷中，晚上更容易成雾，因冷空气统从山腰山坡流到山谷中的缘故。在海洋上有寒流的部分，如大西洋纽芬兰岛附近更是以雾著名。第三种原因是因为空气吹向高山，向上升而膨胀，因此凝结成为云雾。凡是高山如庐山、黄山统是多云。四川地面较高，从太平洋吹向长江流域的空气，到了四川西部便凝成云，这是四川多云的缘故，因多云雾，少见日光，甚至有“蜀犬吠日”之谚。