Ель-Ніньо (дитя-хлопчик по-іспанськи) і Ла-Нінья (дитя-дівчинка по-іспанськи)- це змінюючі один одного теплі і холодні періоди в Тихому океані й в атмосфері над ним, що тривають приблизно по шість місяців. Так назвали аномальне потеплення поверхневих вод Тихого океану в берегів Еквадору і Перу, що трапляються раз у кілька років. Ця ласкава назва відбиває тільки той факт, що початок Ель-Ніньо найчастіше приходиться на різдвяні свята, і рибалки західного узбережжя Південної Америки зв'язували його з ім'ям Ісуса в дитинстві. Ознакою наближення Ель-Ніньо є температурна аномалія морської поверхні - відхилення температури в деякій області Тихого океану від його середньої температури. "Дитятка" характеризуються відхиленням температури більш ніж на 0.4 градуса Цельсія протягом як мінімум п'яти місяців. Показник південних коливань - перепад атмосферного тиску між австралійським портом Дарвін і островом Таїті - також тісно зв'язаний з феноменами Ель-Ніньо і Ла-Нінья. У звичайних погодних умовах, коли фаза Ель-Ніньо ще не наступила, теплі поверхневі води океану транспортуються й утримуються східними вітрами - пасатами в західній зоні тропічної частини Тихого океану, де формується так називаний тропічний теплий басейн (ТТБ). Слід зазначити, що глибина цього теплого шару води досягає 100-200 метрів.

В нормальні роки уздовж усього тихоокеанського узбережжя Південної Америки через прибережний підйом холодних глибинних вод, викликаного поверхневим холодним Перуанським плином, температура поверхні океану коливається у вузьких сезонних межах – від 15°С до 19°С. У період Ель-Ніньо температура поверхні океану в прибережній зоні підвищується на 6-10°С. Як засвідчили геологічні і палеокліматичні дослідження, згаданий феномен існує не менш 100 тисяч років. Коливання температури поверхневого шару океану від екстремально теплих до нейтральних або холодних відбуваються з періодами від 2 до 10 років. В даний час термін «Ель-Ніньо» використовують стосовно до ситуацій, коли аномально теплі поверхневі води займають не тільки прибережну область біля Південної Америки, але і велику частину тропічної зони Тихого океану аж до 180 меридіана. Існує постійний теплий плин, що бере початок від берегів Перу і простягується до архіпелагу, що лежить до південно-сходу азіатського континенту. Він являє собою витягнутий язик нагрітої води, по площі рівний території США. Нагріта вода інтенсивно випаровується і "накачує" атмосферу енергією. Над нагрітим океаном утворюються хмари. Звичайно пасатні вітри (постійно дують східні вітри в тропічній зоні) женуть шар цієї теплої води від Американського узбережжя убік Азії. Приблизно в районі Індонезії плин зупиняється, і над півднем Азії проливаються мусонні дощі. При Ель-Ніньо в районі екватора цей плин прогрівається сильніше, ніж звичайно, тому пасатні вітри слабшають або зовсім не дують. Нагріта вода розтікається в сторони, йде назад до американського берега. Виникає аномальна зона конвекції. На Центральну і Південну Америку обрушуються дощі й урагани. За останні 20 років відзначені п'ять активних циклів Ель-Ніньо: 1982-83, 1986-87, 1991-1993, 1994-95 і 1997-98 р. Явище Ла-Нінья - протилежність Ель-Ніньо, виявляється як зниження поверхневої температури води нижче кліматичної норми на сході тропічної зони Тихого океану. Такі цикли відзначалися в 1984-85, 1988-89 і 1995-96 р. Незвично холодна погода встановлюється на сході Тихого океану в цей період. Під час формування Ла-Нінья пасатні (східні) вітри з західного узбережжя обох Америк значно підсилюються. Вітри зрушують зону теплої води і "язик" холодних вод розтягується на 5000 км, саме в тім місці (Еквадор - острова Самоа), де при Ель-Ніньо повинний бути пояс теплих вод. У цей період в Індокитаї, Індії й Австралії спостерігаються могутні мусонні дощі. Країни Карибського басейну і США при цьому страждають від посух і смерчів. Ла-Нінья, як і Ель-Ніньо, найчастіше виникає з грудня по березень. Розходження в тім, що Ель-Ніньо виникає в середньому один раз у три-чотири років, а Ла-Нінья - раз у шість-сім років. Обидва явища несуть із собою підвищену кількість ураганів, але під часЛа-Нінья їх буває в три-чотири разів більше, ніж при Ель-Ніньо.

Формування такого величезного резервуара тепла - головна й необхідна умова переходу до режиму феномена Ель-Ніньо. При цьому в результаті нагону води, рівень океану біля берегів Індонезії на два фути вище, ніж біля берегів Південної Америки. У той же час температура поверхні води на заході в тропічній зоні складає в середньому 29-30^о, а на сході 22-24^о. Невелике охолодження поверхні на сході, це результат апвеллінга - підйому глибинних холодних вод на поверхню океану при підсмоктуванні води пасатними вітрами. Одночасно над ТТБ в атмосфері утвориться найбільший район теплоти і стаціонарної хиткої рівноваги в системі океан-атмосфера (коли всі сили урівноважені і ТТБ нерухомий). Відповідно до останніх спостережень, вірогідність настання Ель-Ніньо або Ла-Нінья, можна визначити, якщо: У районі екватора, у східній частині Тихого океану, утворює ться пляма більш теплої води, ніж звичайно (Ель-Ніньо), більш холодна (Ла-Нінья). Порівнюється тенденція атмосферного тиску між портом Дарвін (Австралія) і островом Таїті. При Ель-Ніньо тиск на Таїті буде високим, а в Дарвіні низьким. При Ла-Нінья - навпаки.

На території Європи в роки Ель-Ніньо також виділяються області значних аномалій температури повітря. Навесні поле температури характеризується негативними аномаліями, тобто весна в роки Ель-Ніньо, як правило, холодна на більшій частині сходу Європи. Улітку зберігається вогнище негативних аномалій над Далеким Сходом і Східним Сибіром, а над Західним Сибіром і східною частиною Європи з'являються вогнища позитивних аномалій температури повітря. В осінні місяці значних аномалій температури повітря над цією територією не виділено. В роки Ель-Ніньо спостерігаються теплі зими над здебільшою території. Вогнище негативних аномалій простежується лише над північним сходом Євразії. В даний час ми знаходимося в період ослаблення циклу Ель-Ніньо - у період середнього розподілу температури поверхні океану. (Явища Ель-Ніньо іЛа-Нінья представляють протилежні екстремальні значення циклів коливання тиску і температури води океану). За останні кілька років досягнуті великі успіхи в комплексному дослідженні явища Ель-Ніньо. Учені вважають, що ключовими питаннями цієї проблеми є коливання системи атмосфера – океан – Земля. У даному випадку коливання атмосфери - це так зване Південне коливання (погоджені коливання приземного тиску в субтропічному антициклоні на південно-сході Тихого океану й у балці, що витягнулася від північної Австралії до Індонезії), коливання океану - явища Ель-Ніньо і Ла-Нінья і коливання Землі - рух географічних полюсів. Також велике значення при дослідженні явища Ель-Ніньо має вивчення впливу зовнішніх космічних факторів на атмосферу Землі.

Кліматологами уже відзначався той факт, що інтенсивності йдучих один за одним Ель-Ніньо і Ла-Нінья приблизно однакові. Це підштовхнуло американських учених до вивчення кліматологічних даних за більш тривалий період часу - він склав більш тридцяти років. У результаті було вперше показано, що інтенсивності обох "Дитят" змінюються циклічно з періодом близько 15 років, протягом яких спостерігався один могутній сплеск і два наступні піки меншої інтенсивності. Дугласс, чиєю основною областю наукових інтересів є фізика конденсованого стану речовини, зі співавторами прийшли до висновку, що таке поводження гарно описується функцією Ландау-Ліфшіца, що описує фізику багато-резонансних коливальних систем із загасанням. За допомогою Ландау-Ліфшіца успішно передбачаються багато рис виявленого в кліматологічних даних "Супер-Ніньо", у тому числі і ті, що ще не спостерігалися. Як підкреслюють самі дослідники, вони не є фахівцями в області кліматології, але, проте, вони сподіваються, що ці результати допоможуть установити природу сил, що підтримують ці коливання, а також допомогти в прогнозуванні Ель-Ніньо і Ла-Нінья. Дослідження, проведені в останні 50 років, дозволили установити, що Ель-Ніньо означає щось більше, ніж просто погоджені коливання приземного тиску і температури води океану. Ель-Ніньо і Ла-Нінья – найбільше яскраво виражені прояви межрічної мінливості клімату в глобальному масштабі. Ці явища являють собою великомасштабні зміни океанських температур, опадів, атмосферної циркуляції, вертикальних рухів повітря над тропічною частиною Тихого океану. У тропіках відбувається збільшення опадів над районами до сходу від центральної частини Тихого океану і зменшення від норми по півночі Австралії, в Індонезії і на Філіппінах. У грудні-лютому опади більше норми спостерігаються по узбережжю Еквадору, на північно-заході Перу, над південною Бразилією, центральною Аргентиною і над екваторіальною, східною частиною Африки, у плині червня-серпня на заході США і над центральною частиною Чилі. Явища Ель-Ніньо також відповідальні за великомасштабні аномалії температури повітря в усім світі. В ці роки бувають різкі підвищення температури. Більш теплі, чим нормальні, умови в грудні-лютому були над південно-східною Азією, над Примор'ям, Японією, Японським морем, над південно-східною Африкою і Бразилією, південно-східної Австралії. Більш теплі, чим нормальні, температури відзначаються в червні-серпні по заходу узбережжя Південної Америки і над південно-східною Бразилією. Більш холодні зими (грудень-лютий) бувають по південно-західному узбережжю США. Протягом періодів Ла-Нінья опади підсилюються над західною екваторіальною частиною Тихого океану, Індонезією і Філіппінами і майже цілком відсутні в східній частині. Більше опадів випадає в грудні-лютому по півночі Південної Америки і над Південною Африкою, і в червні-серпні над південно-східною Австралією. Більш сухі, чим нормальні, умови спостерігаються над узбережжям Еквадору, над північно-заходом Перу й екваторіальною частиною східної Африки протягом грудня-лютого, і над південною Бразилією і центральною Аргентиною в червні-серпні. В усім світі відзначаються великомасштабні відхилення від норми з найбільшою кількістю областей, що випробують аномально прохолодні умови. Холодні зими в Японії й у Примор'я, над Південною Аляскою і західною, центральною Канадою. Прохолодні літні сезони над південно-східною Африкою, над Індією і південно-східною Азією. Більш теплі зими над південно-заходом США. Незважаючи на те, що головні події, зв'язані з Ель-Ніньо, відбуваються в тропічній зоні, вони тісно зв'язані з процесами, що відбуваються в інших регіонах Земної кулі. Це простежується на далеких зв'язках по території і за часом – телеконекції. В роки Ель-Ніньо збільшується перенос енергії в тропосферу тропічних і помірних широт. Це виявляється в збільшенні термічних контрастів між тропічними і полярними широтами, активізацією циклонічної й антициклонічної діяльності в помірних широтах. В роки Ель-Ніньо:

ослаблені Гонолульский і Азіатський антициклони;
заповнено літню депресію над півднем Євразії, що є головною причиною ослаблення мусону над Індією;
більше, ніж звичайно розвита літня депресія над басейном Амуру, а також зимова Алеутська й Ісландська депресії.

Попередня оцінка відносної похибки наближення даних, зібраних до липня 2000 року, дає від 30 до 50 відсотків. Феномен Ель-Ніньо полягає в різкому підвищенні температури (на 5-9^о ) поверхневого шару води на сході Тихого океану (у тропічній і центральній частинах) на площі порядку 10⁷ км². В останні роки в результаті застосування нової технології в морських наукових дослідженнях, коли уперше використовувалася мережа закріплених в океані автономних буїв (міжнародна програма - "Тропічна атмосфера й океан" (ТАО)), що дистанційно реєструють і передають по супутникових каналах зв'язку значення температури, швидкості вітру й інші метеопараметры атмосфери й океану, з'явилася можливість побудувати більш зроблені моделі феномена Ель-Ніньо 1997-1998р. (П-Дж.Вебстер, Т.-Н.Пальмер "Nature", 11.12.1997р.).