با توجه به تحقیقات اخیر انجام شده در زمینه هیدرولوژی و کلیماتولوژی، اثرات پدیده تغییر اقلیم بر منابع آب، رو به افزایش است. هدف از این تحقیق بررسی اثر تغییر اقلیم بر رواناب سطحی حوضه آبریز رودخانه قره سو در استان اردبیل است. حوضه آبریز قره سو در شمال غرب ایران بین طول جغرافیاییe ?44 ?47 تا e?42 ?48 و عرض جغرافیایی n?45 ?37 تا n?36 ?38 واقع شده است. در این تحقیق از مدل precis به عنوان یک مدل مولد متغیرهای هواشناسی و از مدل hspf بعنوان یک مدل شبیه ساز رواناب استفاده شده است. از روش های زمین آمار در نرم افزار arcgis برای پیدا کردن نقاط میانی در خروجی مدل precis استفاده شده است. همچنین، از این روش ها برای تهیه الگوهای بارش و دما در حوضه مورد نظر کمک گرفته شده است. خروجی داده های مدل precis با قدرت تفکیک 50×50 کیلومتر بر اساس سناریوی b2 از سری سناریوهای sres است. دوره آماری به کار رفته در دو دوره پایه (1961-1990) و آینده (2071-2100) انتخاب شده اند. برای شبیه سازی دبی با مدل hspf در این حوضه، سال های 1996-2002 برای دوره کالیبراسیون و سال های 2003-2004 برای دوره صحت سنجی برگزیده شدند. شبیه سازی دبی حوضه با استفاده از داده های مشاهداتی مدل hspf نتایج قابل قبولی را ارائه و نشان داد که از این مدل می توان برای این حوضه استفاده کرد. مقایسه متوسط ماهانه دما و بارندگی خروجی مدل precis در دو دوره پایه و آتی نشان می دهد که میانگین دما در منطقه به میزان 2 تا 5 درجه سانتیگراد افزایش می یابد ولی تغییرات بارندگی روند خاصی را نشان نمی دهد. نتایج دبی خروجی مدل hspf در آینده نشان می دهد که دبی حوضه آبریز رودخانه قره سو نسبت به دوره پایه کاهش می یابد.