Die Luftfeuchtigkeit wird beeinflusst durch den Wasserkreislauf auf der Erde. Mit dem Wasserkreislauf bezeichnet man den geschlossenen Kreislauf der Wasserverdunstung und schließlich wieder Kondensation zurück in den Ursprungszustand. Wasser aus Meer und Flüssen verdunstet bei Wärme, steigt hoch, kondensiert in kälteren Luftschichten und kommt als Niederschlag wieder zurück auf den Boden. Dort versickert er ins Grundwasser, fließt in die Flüsse und zurück in die Meere. Der Kreislauf beginnt erneut. Der Gehalt von Wasserdampf in der Luft unterliegt hohen Schwankungen je nach Region, Tageszeit, Jahreszeit und Wetterlage. Nicht nur deshalb ist die Luftfeuchtigkeit einer der wichtigsten meteorologischen Parameter.
Die Luftfeuchtigkeit wird auf unterschiedliche Weise gemessen. So kann man die Luft wiegen und aus dem Gewicht die Menge des Wasserdampfes bestimmen. Man erhält so den Wert der absoluten Luftfeuchtigkeit. Dann kann man schauen, wie viel Feuchtigkeit die Luft aufnehmen kann, bevor sie kondensiert und kann so den Sättigungsgrad bestimmen. Die Temperatur, bei der die Kondensation erfolgt, nennt man die Taupunkt-Temperatur. Weiter gibt es Messmethoden, die den Druck des Wasserdampfes messen und so den Feuchtegrad ablesen können. Das Barometer misst den Luftdruck.
Das Hygrometer kann die Luftfeuchtigkeit relativ oder absolut messen und die Taupunkt-Temperatur bestimmen. Es funktioniert so. Je nach Feuchtegehalt in der Luft ändert sich die Leitfähigkeit von Stoffen - das Hygrometer reagiert darauf und schlägt unterschiedlich aus. Der Temperaturunterschied zwischen einem feuchten und einem trockenen Thermometer lässt ebenfalls Rückschlüsse auf die Luftfeuchtigkeit zu - an der Differenz kann man die relative Luftfeuchtigkeit abmessen. Der Grund: Warme Luft kann mehr Feuchtigkeit aufnehmen und speichern als trockene. Steigt also die Temperatur, sinkt die Luftfeuchtigkeit. Absolut trockene Luft, also eine Luftfeuchtigkeit von 0%, kommt in der Natur nicht vor.
Für die Wetterbeobachtung und -prognose ist die Luftfeuchtigkeit von großer Bedeutung. Die Wolkenbildung und damit die Niederschlagswahrscheinlichkeit stehen in unmittelbarem Zusammenhang mit dem Wasserdampfgehalt in der Luft. Abhängig von der Luftfeuchtigkeit entstehen Wolken, Niederschläge und Windböen. Wind entsteht durch Temperaturunterschiede in der Luft. Diese wiederum stehen im Zusammenhang mit der Luftfeuchtigkeit. Wenn die Temperatur sinkt, nimmt die Feuchtigkeit in der Luft zu. Steigt sie, verzeichnen wir einen geringeren Feuchtegehalt. Die Luftfeuchte ist also ein wichtiger Faktor für die Wetterprognose. Die Berechnung, in welcher Höhe und bei welcher Temperatur der Wasserdampf kondensiert, entscheidet darüber, ob es bei uns regnet oder doch erst in 200 km Entfernung. Niederschlagsprognosen sind existentiell für viele Regionen der Erde. Ein möglichst genauer und zeitnaher Wetterbericht entscheidet über Schifffahrtsrouten und Vorkehrungen für Monsun, Hurrikan, Sturm oder Dürre.
Trotz aller Computersimulationen und berücksichtigten Parameter ist die Wettervorhersage nur für ein bis drei Tage zuverlässig. Darüber hinaus werden die Prognosen unsicherer - die Komplexität der Berechnung nimmt zu. Allein in Bezug auf die Luftfeuchtigkeit sind mindestens vier Faktoren von Bedeutung: die Lufttemperatur, der Sättigungsgrad der Luft, die Größe der Verdunstungsfläche und die Temperatur des Wassers, das verdunstet.