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在正常年份，此区域东南信风盛行。赤道表面东风应力把表层暖水向西太平洋输送，在西太平洋堆积，从而使那里的海平面上升，海水温度升高。而东太平洋在离岸风的作用下，表层海水产生离岸漂流，造成这里持续的海水质量辐散，海平面降低，下层冷海水上涌，导致这里海面温度的降低。

上涌的冷海水营养盐比较丰富，使得浮游生物大量繁殖，为鱼类提供充足的饵料。鱼类的繁盛又为以鱼为食的鸟类提供了丰盛的食物，所以这里的鸟类甚多。

由于海水温度高，空气层结不稳定，对流发展，赤道太平洋东岸地区由干燥少雨变为多雨，引发洪涝灾害；而赤道太平洋西岸地区由于海水温度低，空气层结稳定，由湿润多雨变为干燥少雨。

当东南信风异常加强时，赤道东太平洋海水上翻异常强烈，降水异常偏少；而赤道西太平洋海水温度异常偏高，降水异常偏多。这就是所说的拉尼娜事件。 [4] 拉尼娜现象与厄尔尼诺相反，指东太平洋海水温度异常降低。两种现象都与全球气候有密切联系，可能导致极端天气出现的几率增加。

可是每隔数年，东南信风减弱，东太平洋冷水上翻现象消失，表层暖水向东回流，导致赤道东太平洋海面上升，海面水温升高，秘鲁、厄瓜多尔沿岸由冷洋流转变为暖洋流。下层海水中的无机盐类营养成分不再涌向海面导致当地的浮游生物和鱼类大量死亡，大批鸟类亦因饥饿而死。形成一种严重的灾害。与此同时，原来的干旱气候转变为多雨气候，甚至造成洪水泛滥，这就是厄尔尼诺。

厄尔尼诺对气候的影响，以环赤道太平洋地区最为显著。在厄尔尼诺年，印度尼西亚、澳大利亚、南亚次大陆和巴西东北部均出现干旱，而从赤道中太平洋到南美西岸则多雨。厄尔尼诺现象可以产生毁灭性的影响，可能在拉丁美洲引发洪水、导致澳大利亚出现干旱和印度的农作物歉收。

许多观测事实还表明，厄尔尼诺事件通过海气作用的遥相关，还对相当远的地区，甚至对北半球中高纬度的环流变化也有一定影响。研究发现，当厄尔尼诺出现时，将促使日本列岛及我国东北地区夏季发生持续低温，有的年份使我国大部分地区的降水有偏少的趋势。这从一个侧面说明地球表层环境的整体性：一个圈层的变化会导致其他圈层的变化，一个地区的变化会引起其他地区的变化，局部的变化也会引致半球甚至全球环境的变化。