大氣環流給地球各地域帶來了有規律性的降水，當一個年份重複這種規律性時，我們說這一年風調雨順。

而事實上，大氣環流並不一直遵循它的規律，它也會不時出現異常；特別是近幾十年來在地球氣候變暖的大前提下，這種異常更加頻繁。

大氣環流狀況的異常，可透過經向環流和緯向環流的強弱和轉換來衡量。

當某地區某年某一段時間內的經向環流和緯向環流的持續時間和轉換頻率大大超過該時期的平均狀況時，則稱某年某一段時間內的大氣環流狀況為環流異常，這一年份也被稱為環流異常年。

由於環流異常，氣壓、溫度、溼度等必然出現明顯的偏差，從而導致降水和冷暖的異常，出現旱澇和持續嚴寒等氣候異常情況。

我們來看看太平洋上空一個環流——沃克環流的情況。

與哈德里環流是緯向流動不同，沃克環流是沿著赤道方向流動的經向環流。

在近赤道太平洋海面，信風將溫暖的表面海水從東吹到西。當溫暖的海水離開太平洋東岸，更深處的冷水就會升到東岸海洋表面。

在太平洋西部，溫暖的海水蒸發，暖溼空氣上升同時形成降水，並在高空向東流動，逐漸變乾冷，在太平洋東部的較冷海面下沉，這一東西方向的大氣環流就是沃克環流。

沃克環流並不總能正常執行，每3~5 年，就會發生一次異常。

當信風減弱，不能有力地推動朝西的洋流，暖溼空氣也無法到達西岸降水，東岸也因為沒有洋底的冷流和養分上升而使魚群大量死亡。這一異常叫作厄爾尼諾現象。

1994 年是厄爾尼諾現象表現強烈的一年，太平洋西部的澳洲的霜降比平常多 15％ ~30％，降雨比平均減少 150 毫米；印度和中國遭遇乾旱；在太平洋西岸的印度尼西亞，爆發了森林大火，最嚴重的森林火災帶來的煙霧汙染讓 800 萬人面臨健康問題；在太平洋東岸，智利海岸的降水要比往年多得多，秘魯發生大量降雨，美國發生巨大的山體滑坡和洪水。當年有約 2.3 萬人死於厄爾尼諾現象。

進入 20 世紀，厄爾尼諾發生得更頻繁。

而且調查顯示，厄爾尼諾現象還有愈加劇烈的趨勢。比如，1994 年發生了一次嚴重的厄爾尼諾現象；緊接著的 1998 年，又出現了更嚴重的厄爾尼諾現象。

除了經向環流的異常，科學家也發現，地球的熱帶地區正在擴大。

在2004 年，華盛頓大學的一位大氣科學家在研究衛星資料的時候注意到，赤道兩側的熱帶地區正在變得更加溫暖，它在擴張。

哈德里迴圈的位置在變化，這意味著城市將面對不同的氣候條件，而由哈德里環流帶來的海洋上升流也會更弱或更強。

目前，科學家還在調查造成這一現象的原因，可能的原因包括氣候變暖、臭氧層的消失。