也有一部分水流流经西太平洋且继续增温。在赤道地区，东太平洋的冰冷海水使其上空的空气降温，并形成一个低压区；而西太平洋的温暖海水使其上空的空气变暖，并形成一个高压区，因此信风自东向西地吹过赤道地区。
随着时间推移，大气的高低压区开始减弱，致使信风有所缓和甚至逆转方向。逆转的信风推动温暖海水自西向东快速流动，从而增强了深层逆流。温暖海水到达南美，覆盖在低温高密度的海水上层，阻止了富含营养的深层海水向上流动，由此产生了厄尔尼诺现象。该现象总在圣诞节前后出现，因而被西班牙渔民命名为厄尔尼诺，意为圣婴。由于海面缺乏富含营养的海水，海洋食物网由此受到影响。
当大部分温暖的西太平洋海水流至东部，厄尔尼诺现象便宣告结束，其过程大约需要一两年时间。之后大气和海洋又恢复各自正常的循环模式。东西太平洋上大气高低压区间的涛动被称为南方涛动。有时候，厄尔尼诺现象结束后，空气和海水会比平常更为激烈地向西流动，冰冷的海水往往在东太平洋积聚，这种模式被称为拉尼娜现象。
风和海洋循环模式的改变会影响全球的气候模式，导致一些地区遭受干旱而另一些地区遭遇洪涝，通常南半球受这种影响最为严重，某些地区的风暴活动频率增加。大西洋盆地的飓风活动在厄尔尼诺期间会减少，但在拉尼娜期间会较为频繁。（飓风是一种致命的热带风暴，伴随强风和强降雨，海平面会上升。）
尽管模式很相似，北大西洋涛动（NAO）远没有厄尔尼诺南方涛动激烈。这种气候模式通常影响欧洲。北大西洋涛动处于冰岛的低压区和大西洋中部亚速尔群岛的高压区之间。在涛动的高压区，风暴向北运动进入欧洲西北部，使得欧洲北部温暖湿润，而欧洲地中海地区较为干燥。在涛动的低压区，风暴向南运动进入地中海地区。在过去的30年中，北大西洋涛动越来越激烈，这可能是由于全球变暖所致，但也可能是自然变化。
太平洋气候涛动还包括周期为23年的太平洋十年涛动（PDO），以及周期在15-30年的太平洋十年际涛动（IPO）。大西洋气候涛动包括大西洋数十年涛动（AMO）。
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