ปรากฏการณ์ลานีญาเป็นปรากฏการณ์ที่อุณหภูมิในมหาสมุทรแปซิฟิกฝั่งตะวันตก บริเวณใกล้ประเทศฟิลิปปินส์สูงกว่าปกติ ส่วนทางฝั่งตะวันออกของมหาสมุทรแปซิฟิกมีอุณหภูมิต่ำกว่าปกติ โดยวิเคราะห์ได้จากค่าดัชนี ONI (Ocean Nino Index) ที่มีค่าต่ำกว่าปกติ -0.5 ซึ่งจะส่งผลให้ประเทศไทยมีโอกาสที่ฝนจะตกมากกว่า
ปกติ ทั้งนี้ในช่วงเหตุการณ์ มหาอุทกภัยปี 2554 ปรากฎการณ์ลานีญาได้เริ่มเกิดขึ้นตั้งแต่ช่วงกลางปี 2553 ต่อเนื่องจนถึงกลางปี 2554 โดยมีกำลังแรงในช่วงปลายปี 2553 หลังจากนั้นได้ลดระดับเป็นลานีญากำลังปานกลางและกำลังอ่อนในช่วงต้นปี 2554 จากนั้นได้กลับเข้าสู่สภาวะเป็นกลาง (ดัชนี ONI อยู่ระหว่าง -0.5 ถึง 0.5) ช่วง
ระหว่างเดือนมิถุนายนถึงเดือนกรกฎาคม และเริ่มกลับสู่สภาวะลานีญากำลังอ่อนและกำลังปานกลางอีกครั้งในช่วงเดือนสิงหาคม 2554 ไปจนถึงเดือนมีนาคม 2555 ซึ่งส่งผลให้ประเทศไทยมีฝนตกมากกว่าปกติ โดยเฉพาะช่วงปลายปี 2553 จนถึงกลางปี 2554 อีกทั้งยังทำให้ปี 2554 มีฝนตกมากตั้งแต่เดือนมีนาคม ซึ่งถือว่าเร็วกว่าปกติ
Pacific Decadal Oscillation (PDO) คือ ปรากฏการณ์ทางสมุทรศาสตร์ที่อุณหภูมิน้ำทะเลฟากตะวันออกและฟากตะวันตกของมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือ ข้างหนึ่งจะอุ่นกว่าปกติ ส่วนอีกข้างจะเย็นกว่าปกติ ซึ่งจะเกิด
การสลับข้างกันทุก 30 ปีโดยประมาณ โดย กรณีค่าน้อยกว่า -0.5 หมายถึง แนวโน้มประเทศไทยอาจมีฝนตกมาก ซึ่งจากตารางจะพบว่าค่า PDO เริ่มน้อยกว่า -0.5 มาตั้งแต่ช่วงกลางปี 2553 ต่อเนื่องจนถึง
ปี 2554 โดยเฉพาะช่วงปลายปี 2554 ที่ติดลบมากกว่า 2 และลดลงต่ำกว่า 2 อีกครั้งในช่วงต้นปี 2555 ซึ่งส่งผลทำให้ประเทศไทยมีฝนตกเพิ่มมากในช่วงเวลาดังกล่าว
Indian Ocean Dipole (IOD) คือ ปรากฎการณ์การเคลื่อนไหวไปมาสลับกันสองด้านระหว่างด้านฝั่งตะวันตกและด้านฝั่งตะวันออกของกระแสน้ำอุ่นในมหาสมุทรอินเดีย ซึ่งส่งผลต่อการเกิดฝนบริเวณประเทศไทย
และพื้นที่ใกล้เคียง ซึ่งใช้ค่าดัชนี DMI (Dipole Mode Index) ในการวิเคราะห์การเกิดปรากฎการณ์ กรณีค่าดัชนีน้อยกว่า -0.50 อาจส่งผลทำให้บริเวณประเทศไทยและพื้นที่ใกล้เคียงมีแนวโน้มฝนตกมากกว่า
ปกติ แต่จะพบว่าในช่วงปี 2553-2555 ไม่มีค่าดัชนีที่น้อยกว่า -0.5 ซึ่งหมายถึง ดัชนีตัวนี้ไม่มีความเกี่ยวข้องกับการเกิดฝนตกมากในปี 2554