در این پژوهش به بررسی اثرات نوسانات عناصر اقلیمی بر روی رژیم هیدرولوژی حوضه آبی مادرسو پرداخته شده است و عواملی که سبب به وقوع پیوستن سیلاب های بزرگ می شوند مورد بازبینی قرار گرفت.سیکل هیدرولوژی نیز از تغییرات اقلیمی دهه های اخیر تأثیرات فراوانی پذیرفته است. وقوع سیلاب های غیره منتظره و رخ دادن خشکسالی های شدید یکی از پیامدهای دگرگونی ها و نوسانات اقلیمی می باشد. با شناخت رفتارهای هیدرولوژی نسبت به این گونه نوسانات اقلیمی می توان رفتار آینده آن را پیش بینی کرد. با افزایش جمعیت در دهه های اخیر نیاز مردم به مواد غذایی موجب شده تا بشر برای دست یافتن به آن به تخریب محیط اقدام نماید و برای همین زمین های کشاورزی را به هر نحوی گسترش می-دهند، حتی با تخریب جنگل ها. حوضه مورد مطالعه نیز از این قائده استثناء نشده است. حوضه آخیز رودخانه مادرسو یکی از زیر شاخه های اصلی گرگانرود است که در دهه های اخیربا سیلاب های غیره منتظره روبرو بوده است. برای شناخت علل رخ دادن سیلاب های بزرگ نوسانات عناصر هیدرواقلیمی از قبیل انواع مختلف بارش، دما، تبخیر، رطوبت و دبی در مقیاس هاس زمانی ماهانه، سالانه و فصلی طی دوره آماری (1388-1353) و (1388-1344) در بین ایستگاه های واسنجی داده های اقلیم و آب سنجی مورد بررسی قرار گرفتند.به منظور بررسی روند داده ها از روش های آماری من-کندال(پیشنهادی سازمان جهانی هواشناسی) و معادله رگرسیون استفاده گردید.نتایج حاصله نشان دهنده وجود روند افزایشی معنی دار در مقادیر دبی و وجود تغییرات چرخه ای در عناصر اقلیمی سطح حوضه بوده است.علاوه بر آن نتایج ریزگردانی لکه های خورشیدی و ارتباط آن با دبی و بارش دارای همبستگی مثبت و با دما دارای همبستگی منفی بوده است.همچنین با بررسی پوشش گیاهی حوضه در یک دوره 20 ساله (2005-1987)نشان دهنده تغییر کاربری اراضی در حد 58700 هکتار از اراضی با پوشش جنگلی به سایر کاربی ها در سطح حوضه را نشان داده است.بنابراین می توان نتیجه گیری نمود که آنچه باعث رخداد سیلاب های با بزرگی بیش از 200 برابر میانگین آبدهی حوضه گردیده است در تغییر کاربری اراضی وو افزایش ضریب رواناب حوضه نهفته است تا نوسانات اقلیمی.