Schematische voorstelling van normale en El Niño-situaties in de Stille Oceaan

De verschillen in het Zuid-Amerikaanse klimaat komen voor een deel door de Zuidelijke Oscillatie (Southern Oscillation, SO) en het fenomeen El Niño (EN), die samen bekendstaan als El Niño-Zuidelijke Oscillatie (ENSO). Dit is een voortdurende maar onregelmatige cyclus van verschuivingen in oceanische en atmosferische omstandigheden die op de hele planeet van invloed zijn. Het begint meestal in het oosten van de Stille Oceaan en verspreidt zich gedurende meer dan een jaar lang over de wereld, met een tijdsinterval dat varieert tussen drie en acht jaar.
 
Een volledige definitie van El Niño wordt gegeven door Trenberth (1997), die specificeert dat dit fenomeen te maken heeft met de kustopwarming van het oostelijke Pacifische bassin, maar dat het ook in verband wordt gebracht met een uitgebreidere anomale oceaanopwarming tot de internationale datumgrens (180°W) en de hele Stille Oceaan treft. Hij voegt daaraan toe dat het atmosferische element dat te maken heeft met oceaanopwarming de zogenaamde Zuidelijke Oscillatie is.

De ENSO heeft twee fasen: de warme fase, El Niño, en een koudere fase die bekendstaat als La Niña, die wordt gekenmerkt door koudere temperaturen van het zeeoppervlak dan gebruikelijk in de tropische Stille Oceaan.  
 
Klimaatachtergrond van het gebied
 
Het klimaat dat aan de kust van Peru en Ecuador voorkomt, wordt bepaald door de lucht boven het koude water van de oostelijke Stille Oceaan, die te compact is om hoog genoeg op te stijgen om waterdamp te laten condenseren en wolken en regen te laten vormen. Als gevolg daarvan bestaat een groot deel van deze twee landen uit woestijn. Deze woestijn begint eigenlijk ver van de kust, waar de koele, compacte lucht ook een hogedrukgebied creëert.

Het hogedruksysteem in het oosten en het lagedruksysteem boven het warmere water in het westen bewegen de lucht richting het westen, waar ze de gestage passaatwinden rond de evenaar genereren en versterken. Deze winden nemen vocht op uit de oceaan terwijl ze naar de westelijke Stille Oceaan waaien. Daar stijgt de warme vochtige lucht op, condenseert en produceert zware moessonregens die de jungles van Nieuw Guinea en Indonesië voeden. Het zeeoppervlak ligt in Indonesië ongeveer 1 tot 2 meter hoger dan in Ecuador, vanwege de winden die warm oppervlaktewater in de westelijke Stille Oceaan verzamelen.

De oppervlaktetemperatuur van het zeewater is in het westen ongeveer 8 °C hoger, waarbij de koele temperaturen bij Zuid-Amerika worden veroorzaakt door het opwellen van koud water vanaf diepere niveaus (Humboldtstroom). Dit koude water, dat rijk is aan voedingsstoffen, zorgt voor veel primaire productiviteit, diverse mariene ecosystemen en uitgestrekte visgronden.
 
 
Het effect van El Niño
 
Regen ontstaat in de stijgende lucht boven warm water, en de oostelijke Stille Oceaan is normaal gesproken dan ook relatief droog. Onder El Niño-omstandigheden is het water langs de noordkust van Peru warmer dan normaal en is de luchtdruk boven het oppervlak dus ook lager, zodat het drukverschil tussen oost en west afneemt. Daardoor worden de westelijke passaatwinden minder sterk en wanneer de passaat afneemt ontstaat in de oostelijke Stille Oceaan een verlaging van de thermokliene niveaus. In het westen ontstaat juist een verhoging. Grote hoeveelheden warme, vochtige lucht stijgen op boven de centrale Stille Oceaan in plaats van verder richting het westen, waardoor de moessonregens in het gebied rond Indonesië ophouden. Aan de westkust van Noord- en Zuid-Amerika vindt het tegenovergestelde effect plaats; daar ontstaan regenstormen.