亚马逊河流域（AmazonRiverbasin，ARB）是地球系统中为数不多的环境临界点之一。大量的研究文献表明，由于降雨量减少、气温升高和森林砍伐之间的反馈作用，亚马逊雨林很可能会枯死。这种转变不是渐进的，而是在超过某些临界点（如气温升高4℃或森林砍伐增加40%）时突然发生的。研究表明，当森林砍伐超过森林覆盖率的30-40%时，由于“森林水库”失去了调节能力，会导致洪水和干旱加剧，从而扩大极端水文现象的变化。整个亚马逊河流域的水文气候和生态功能的这种变化，可能会对全球气候系统产生长期影响，因为水文、气候和生物地球化学动态不仅在南美洲对水、能源和碳平衡的调节起着重要作用，而且也是大陆和全球范围内水文气候的关键驱动因素。
《科学》年2月15日报道，特大洪水和干旱可能成为亚马逊河流域的新常态。巴西的玛瑙斯是拥有万人口的城市，位于内格罗河和亚马逊河交汇处，在过去的4个月里，这里的降雨量只有几毫米。正常情况下，同期降雨量接近半米。亚马逊河从年6月开始流量就不断减少，就像大多数年份的旱季一样。但到了年10月中旬，港口的水位达到了自年有记录以来的最低水位。从大西洋（该市的主要补给线）驶来的货轮被河流的浅滩阻挡，不能够靠岸，工厂解雇了工人。
更糟糕的是，干旱期间还发生了一系列长达数周的热浪。年9月和10月，整个亚马逊地区持续干旱，最高气温达到39℃，比正常温度高出6℃。当时，农民们点燃的干枯丛林将城市笼罩在呛人的浓烟中。随后，一场沙尘暴遮住了太阳，成为本季最怪异的一幕。
干旱和炎热只是世界上最大的热带雨林中心发生的变化的一半。研究表明，几十年来，旱季的最低水位在急剧下降，而雨季的最高水位却在上升。近年来，由于亚马逊流域大部分地区连降暴雨，城市频繁遭遇大洪水。
据研究，随着全球气候变暖，这种极端事件的变化将会加剧。目前的干旱就是一个严峻的预演，河豚和鱼类死亡，沿河社区的生计受到威胁。如果最高气温升高和最低气温降低的组合成为新常态，其影响可能会扩大到整个亚马逊流域甚至更远，威胁到森林的生存，而森林中蕴藏着地球上大部分的生物多样性，对地区和全球气候有着深远的影响。
巴西泰菲的棚屋通常在一年中的大部分时间里都位于泰菲湖的边上。但年10月创纪录的干旱使湖水位比旱季的正常水位低了6.5米，使棚屋远离了湖水。泰菲湖这个季节的平均水温是30℃，但传感器记录到的最高温度是39.1℃。当月的空气也很热，比平均温度高出约1.5℃。与此同时，干旱导致湖面缩小。到年10月下旬，泰菲湖的湖面已经比年平均最低水位低了6.5米。低水位和高气温共同对野生动物造成了致命的伤害。在短短几周内，研究人员共收集到多条海豚尸体。
研究表明，巴西的马瑙斯和泰菲并不是极端事件的特例。干旱期间，亚马逊流域的大部分主要河流水位都在急剧下降，有的地方在年9月和10月完全干涸。热浪笼罩了60%的热带雨林，气温比正常最高气温高出2℃至5℃。直接原因是数千公里外的太平洋和大西洋海面的异常温暖。
厄尔尼诺-南方涛动是影响亚马逊地区气温和降水的一个公认因素，它是赤道太平洋中部和东部海面温度的周期性波动。在厄尔尼诺现象的暖期，这些地区的气温比正常情况下要高，在上覆大气层中形成低压区，将导致降雨的潮湿空气引离其正常路径，通常是远离亚马逊地区。年开始的厄尔尼诺现象在这一年出现的异常早，预计到结束时将成为有记录以来最强的厄尔尼诺现象之一。
造成年干旱的另一个原因是赤道以北的大西洋异常温暖，这与厄尔尼诺现象一样，会使潮湿空气偏离航线，并与之前的亚马逊干旱有关。在年至年期间记录的15次特大干旱中，有6次与厄尔尼诺现象同时发生，3次与温暖的热带北大西洋水域同时发生。包括年的干旱，本世纪的所有的四次干旱，都发生在这两个海洋区域变暖的时候。
在观测到的导致干旱的海洋条件变化中，气候变化显然是一个可疑因素，尽管其作用机制尚不清楚。一些研究表明，全球变暖可能会增加厄尔尼诺现象的强度和频率。全球变暖导致的海洋温度的广泛上升也可能是原因之一，它为大西洋和太平洋的异常高温区域提供了背景。一个多世纪以来，全球海面温度一直在稳步上升，但在年，全球平均气温从4月份开始每月都打破了以前的记录，这一趋势一直持续到今年。
气候变化也可能是雨季极端降雨的罪魁祸首。自年以来，马瑙斯共有18次“洪水紧急情况”，其中一半（包括4次最大的洪水）发生在0年以后。最近的洪水不仅发生得更频繁，而且变得更加严重。可能的原因是，从20世纪90年代开始，大西洋表层海水变暖，导致大西洋和太平洋盆地之间的温度差异明显，而且这种差异还在持续扩大。其中一个驱动因素是与气候变化有关的异常暖洋流，它将热量从好望角附近的印度洋带入南大西洋。由此产生的温差改变了大陆尺度的风向模式，可能将海洋盆地的额外湿气输送到亚马逊河。
无论确切的原因是什么，洪水正在造成损失。年6月，马瑙斯的河水达到历史最高点，淹没了数以万计的房屋。泰菲湖附近的村民说，当洪水泛滥时，他们房屋的柱子并不总是足够高，无法保持房屋干燥。
干燥的旱季和潮湿的雨季共同造就了河床的沙丘。由于上游地区雨季降雨量极大，洪水对河床的冲刷更加猛烈，侵蚀了上游的海岸线，并带走了更多沉积物，这些沉积物沉积在水流变缓的地方，如普拉亚港附近。然后，它们又在干旱季节中暴露出来，成为了沙尘暴的来源。该镇的沙丘最早出现在年的旱季。年的干旱，使沙丘海滨首次成为陆地。
根据模型预测，到本世纪末，几乎所有位于安第斯山脉的亚马逊河上游的径流量都将增加20%到50%。亚马逊河干流大部分地区的雨季径流量将增加20%，意味着马瑙斯和该地区其他大部分地区将发生严重洪灾。与此形成鲜明对比的是，在旱季，流域内每条主要河流的枯水期径流量在其大部分长度上都将急剧下降20%以上。
展望未来40年，研究人员基于四个不同气候模型的建模预测，亚马逊河许多上游地区的洪水流量将增加50%以上，而低水位对下游地区的打击最大，流量将减少33%以上。即使全球大幅减少化石燃料的使用，这些可怕的变化也会在模型中出现。
研究认为，类似的极端天气很可能会影响巴西南部和南美洲其他地区，因为亚马逊流域的情况会影响周围数千公里的降雨模式。来自亚马逊河的“空中河流”贡献了拉普拉塔河流域16%的降雨量。拉普拉塔河流域是世界上最大的集水区之一，从亚马逊河流域南部边缘一直延伸到阿根廷布宜诺斯艾利斯，全长0多公里。现在，这些空中流量岌岌可危，可能会导致河流萎缩、农作物枯萎，并妨碍数百万人赖以生存的发电厂。这将产生灾难性的影响，并将波及整个南美洲。