ال نینو–نوسان جنوبی
مبانی

دمای سطح اقیانوس در اقیانوس آرام شرقی حاره‌ای به‌طور میانگین حدود ۸–۱۰ درجه سلسیوس (۴۶–۵۰ درجه فارنهایت) سردتر از اقیانوس آرام غربی حاره‌ای است. میانگین دمای سطح دریا (SST) در غرب اقیانوس آرام و شمال شرقی استرالیا ۲۸–۳۰ درجه سلسیوس (۸۲–۸۶ درجه فارنهایت) است. دمای سطح دریا در شرق اقیانوس آرام و ساحل غربی آمریکای جنوبی به ۲۰ درجه سلسیوس (۶۸ درجه فارنهایت) نزدیک‌تر است. بادهای بسامان قوی در نزدیکی استوا، آب‌ها را از شرق اقیانوس آرام و به سمت غرب آن می‌رانند. این آب در حالی که خورشید در امتداد استوا به سمت غرب حرکت می‌کند، به آرامی توسط خورشید گرم می‌شود. به دلیل خیزش آی در غرب اقیانوس آرام، سطح اقیانوس در نزدیکی اندونزی حدود ۰٫۴۶ متر (۱٫۵ فوت) بالاتر از سطح آب در نزدیکی پرو است. پرده دمایی یا منطقه گذار بین آب‌های گرم‌تر در نزدیکی سطح اقیانوس و آب‌های سردتر در اعماق اقیانوس، به دلیل این تجمع آب در غرب اقیانوس آرام به سمت پایین رانده می‌شود.
وزن کلی ستون آب اقیانوس، در غرب و شرق اقیانوس آرام تقریباً یکسان است. از آنجا که آب‌های گرم‌تر لایه‌های بالایی اقیانوس چگالی کمتری نسبت به لایه‌های عمیق و سردتر اقیانوس دارند، لایه ضخیم‌تر آب گرم‌تر در غرب اقیانوس آرام به این معنی است که پرده دمایی آنجا باید عمیق‌تر باشد. تفاوت وزن باید به اندازه ای باشد که هر جریان برگشتی آب عمیق را هدایت کند. در نتیجه، پرده دمایی در سراسر اقیانوس آرام حاره‌ای منحرف شده و از عمق متوسط حدود ۱۴۰ متر (۴۵۰ فوت) در غرب اقیانوس آرام به عمق حدود ۲۷ متر (۹۰ فوت) در شرق اقیانوس آرام افزایش می‌یابد.
آب‌های سردتر در اعماق اقیانوس جای آب‌های سطحی خروجی در شرق اقیانوس آرام را می‌گیرد و در فرآیندی به نام فراچاهش به سمت سطح اقیانوس بالا می‌آیند. در امتداد سواحل غربی آمریکای جنوبی، آب نزدیک سطح اقیانوس به دلیل ترکیب بادهای بسامان و اثر کوریولیس به سمت غرب رانده می‌شود. این فرایند به نام انتقال اکمن شناخته می‌شود. آب سردتر از اعماق اقیانوس در امتداد حاشیه قاره‌ای بالا می‌رود تا جایگزین آب‌های نزدیک به سطح شود. این فرایند شرق اقیانوس آرام را خنک می‌کند زیرا پرده دمایی به سطح اقیانوس نزدیک‌تر است و جدایی نسبتاً کمی بین آب سرد عمیق‌تر و سطح اقیانوس ایجاد می‌کند. همچنین جریان هامبالت که به سمت شمال جریان دارد، آب سردتر را از اقیانوس جنوبگان به‌سمت مدارگان در شرق اقیانوس آرام حمل می‌کند. ترکیب جریان هامبالت و فراچاهش، باعث حفظ پهنه‌ای از آب‌های اقیانوسی سردتر در سواحل پرو می‌شود. غرب اقیانوس آرام فاقد جریان اقیانوسی سرد است و فراچاهش کمتری دارد، زیرا بادهای بسامان معمولاً ضعیف تر از شرق اقیانوس آرام هستند که اجازه می‌دهد تا غرب اقیانوس آرام به دمای گرم‌تری برسد. این آب‌های گرم‌تر انرژی لازم برای حرکت هوا به سمت بالا را فراهم می‌کنند. در نتیجه، غرب اقیانوس آرام که گرم است، به‌طور متوسط ابرناکی و بارندگی بیشتری نسبت به شرق اقیانوس آرام که خنک است، دارد.
ENSO یک تغییر شبه‌دوره‌ای از شرایط اقیانوسی و جوی را در اقیانوس آرام حاره‌ای توصیف می‌کند. این تغییرات بر الگوهای هوا در بیشتر نقاط زمین تأثیر می‌گذراند. گفته می‌شود که اقیانوس آرام حاره‌ای، بسته به شرایط جوّی و اقیانوسی در یکی از سه حالت ENSO (که به آن «فاز» نیز می‌گویند) قرار دارد. هنگامی که اقیانوس آرام حاره‌ای تقریباً منعکس‌کننده شرایط متوسط است، گفته می‌شود که وضعیت ENSO در فاز خنثی است. با این حال، اقیانوس آرام حاره‌ای گاهی از این شرایط متوسط دور می‌شود. اگر بادهای بسامان ضعیف تر از حد متوسط باشند، اثر فراچاهش در شرق اقیانوس آرام و جریان آب‌های سطحی و گرم‌تر اقیانوس به سمت اقیانوس آرام غربی کاهش می‌یابد. این حالت باعث ایجاد وضعیت سردتر در غرب اقیانوس آرام و وضعیت گرم‌تر در اقیانوس آرام شرقی شده و منجر به تغییر ابرناکی و بارندگی به سمت شرق اقیانوس آرام می‌شود. این وضعیت ال نینو نامیده می‌شود. اگر بادهای بسامان قوی‌تر از حد متوسط باشند، حالت برعکس اتفاق می‌افتد که به اقیانوس آرام غربی گرم‌تر و اقیانوس آرام شرقی سردتر منجر می‌شود. این وضعیت لا نینا نامیده می‌شود و با افزایش پوشش ابر و بارندگی در غرب اقیانوس آرام همراه است.