空气中的水汽主要来源于下垫面的蒸发，空气中水汽分布取决于空气中乱流对流和分子扩散作用，蒸发和扩散都随温度而变化，因此近地层空气的湿度也和气温一样具有周期性的日变化和年变化。尤其以水汽压和相对湿度的日年变化显著。
一、水汽压的日变化和年变化
（一）日变化
蒸发速度决定了进入空气中的水汽量的多少，而乱流交换能使低空水汽向上输送，使近地层水汽压减小，上层增大，两者虽都与温度有关，但对水汽压作用却是相反的，所以也就出现两种不同的水汽压日变型。
1、空气乱流交换不十分旺盛的地区和季节，蒸发的水汽多留在近地层附近，这时水汽压与气温成正相关，水汽压随气温升高而增大，随气温降低而减小，出现与气温日变化一致的单波形日变化，这种日变形多发生在温度变化不大又比较潮湿的海洋海岸附近，寒冷季节的大陆以及暖季潮湿地区。
2、在乱流交换比较旺盛地区和季节
早晚时刻水汽压仍与气温相同，正午前后，水汽压与气温变化相反（因为蒸发速度和乱流交换强度都增大，但乱流交换作用使水汽向上输送的作用大于蒸发作用，使近地面空气水气压减小），因此出现一天中有两个高值和两个低值的双波型日变曲线，多发生在高温干燥地区季节，如内陆暖季及沙漠地区等。
两高值：8-9h和 20-21h 最低值：日出前后和14-15h
（二）年变化
与温度年变化一致，7月最高，1月最低。
二、相对湿度的日变化和年变化
相对湿度是e与t的函数，所以U的日变化与温度日变化相反。
（一）日变化
最大：清晨；最小：午后14-15h
如滨海地区，白天海风U大（因为温度增加时，e增大，E增大，但E随t增加速度快，所以U随t增加而减小。
（二）年变化
有两种，一种在内陆干燥而全年绝对湿度变化不大的地方。最大：冬季；最小：夏季。
另一种在季风地区，受气温水汽双重影响。最大：夏季；最小：春季（冬季）。
我国例外，我国大部分地区属季风气候区，夏季吹夏季风，来自海洋空气潮湿，U大；冬季吹冬季风来自内陆，空气干燥，U小。
