厄尔尼诺现象的形成主要归因于以下几个因素：(1)全球气温的升高，(2)春季西风带的增强，(3)赤道附近的沃克环流东移，(4)安第斯山脉对东移沃克环流的阻挡作用。这四个因素中，前两个具有全球性，后两个则更具区域性。而厄尔尼诺的形成关键在于沃克环流的变化。在探讨这四个因素之前，有必要了解一些关于大气环流的基础知识。

大气环流是影响大气活动的主要动力之一，也是气候变化的主要原因之一。大气环流的变化，很大程度上是由全球大气能量的收支变化所决定的。大气能量的99%以上来源于太阳辐射，近一百多年的太阳常数测量结果显示，太阳辐射量的变化导致大气平均温度变化不超过0.01℃，但实际上大气年际间的温度变化可达0.2℃左右，这表明引起大气能量变化的主要因素来自于大气内部。

大气吸收太阳辐射能的50%左右转化为动能和热能，这是大气能量的收入部分。另外的50%左右反射回宇宙空间，这是大气能量的支出部分。大气能量的收入与支出并非固定不变，年际间的变化幅度在+0.05以内。引起这种变化的因素复杂多样，包括物理、化学和动力学等因素，目前对这方面的了解还不够深入，但可以确定的是，大气、海洋和陆地的污染是导致大气能量收支变化的主要因素之一。由于大气能量收支的不稳定，也是造成大气环流变化的根本原因，同时也是气候变化的根本原因。

我们接下来讨论的大气环流变化，主要关注影响厄尔尼诺出现的环流——沃克环流是如何形成和变化的。沃克环流是一种海-气能量交换的环流，起源于西太平洋赤道地区，主要影响印度尼西亚和马来西亚等国。这是一股上升的热气流，在上升到达6-7千米高度后向东偏南方向运动，到达东太平洋南回归线附近后下降。在这里下降的原因有：(1)受到安第斯山脉的阻挡，(2)受到南美大陆上升气流的阻挡，(3)赤道地区的东南信风将表面洋水吹向西去，(4)西太平洋赤道地区的热水堆积，导致该地区成为太平洋最热的水域。

在一般年份，太平洋赤道地区会出现三种现象：(1)东太平洋赤道附近的冷水区，(2)太平洋赤道上的东南信风，(3)西太平洋赤道地区的热水堆积。然而，在厄尔尼诺年份，这三种现象都会消失，厄尔尼诺现象随之出现。厄尔尼诺年的气温偏高，这是由于气温上升，大气膨胀，大气环流的高度也随之上升。赤道附近的大气膨胀值要比平均值高数倍。沃克环流的高度升高后，能够跨越安第斯山脉，继续东进。然而，在南美大陆上升气流的阻挡下，它难以东进。全球每年冬春季节，西风带强盛，推动已具备跨越安第斯山脉条件的沃克环流东进。但在南美大陆上空下降后，受到安第斯山脉的阻挡，沃克环流全部降落在南美大陆，带来暴雨成灾和狂风大作的反常天气。

与此同时，安第斯山西侧的东太平洋海域的冷水区消失，太平洋赤道地区的东南信风也消失，西太平洋赤道地区的热水向东部回流，厄尔尼诺现象随之出现。通常，厄尔尼诺现象开始于春季，经过四个月左右，热水流到达东太平洋，厄尔尼诺现象达到高峰期，这时的季节必然是夏季。当厄尔尼诺现象达到高峰时，堆积在西太平洋赤道地区的多余热水减少，沃克环流的源动力也大为减弱，进入南美大陆上空的沃克环流开始西退，厄尔尼诺现象开始减弱。如果沃克环流退回的路程比原东进的路程还远，东太平洋赤道海域的冷水区将向西扩大，这就是拉尼娜现象。厄尔尼诺现象消失后，拉尼娜现象通常会出现。

在1997年，厄尔尼诺现象是最强的一次，持续时间长，影响区域广泛，严重程度大。除了全球性气温持续偏高外，地方性因素如东南亚地区工业高速发展导致的海陆空全面污染，增强了温室效应，为沃克环流提供了更多动力，使其长时间东进不归，持续一年之久。因此，在1998年7、8月份出现了拉尼娜现象，这也是预料之中的。

拉尼娜现象一般发生在夏秋之交，因为这时全球大气东风加强、西风带减弱，为沃克环流的西退提供了动力。在厄尔尼诺现象形成的四个条件中，安第斯山脉起着独特的作用。在气温不高的年份，它挡住了沃克环流的东进。在气温偏高的年份，它挡住了沃克环流的回归，这是地理因素对气候影响的典型事例之一。

1998年的拉尼娜现象的出现原因给我们提供了一个有益的启示：如果能够人为地降低西太平洋的温度，有可能避免厄尔尼诺现象的出现。