В работе изложены новые теоретические выводы, математическое описание и рабочие программные коды, позволяющие решить задачу параметризации водоёмов суши в моделях климата и прогноза погоды, а также многочисленные задачи озероведения. Важность представления водоёмов в моделях климата обусловлена сильным влиянием озёр на локальную погоду, а также сопоставимым с болотами вкладом в баланс метана в атмосфере — одного из важнейших парниковых газов.
Оценена применимость распространённых одномерных моделей водоёма к описанию теплообмена в озёрах умеренных широт. Одномерные модели удовлетворительно воспроизводят температуру поверхности, но существенно расходятся в вертикальном распределении температуры. Таким образом, энергообмен с атмосферой эти модели рассчитывают удовлетворительно, но разница в температуре донных отложений может существенно сказываться на скорости генерации парниковых газов.
Предложен новый подход к учёту сейшевых колебаний в одномерных моделях водоёма. Средний горизонтальный градиент давления рассчитывается посредством сопряжения одномерной модели с линеаризованной многослойной моделью типа мелкой воды. Дополненная таким образом одномерная модель характеризуется дисперсионными соотношениями, качественно и количественно согласующимися с известными аналитическими решениями для гравитационных и инерционно-гравитационных волн в водоёмах различного горизонтального сечения.
Впервые показано отношение эффектов силы Кориолиса и гравитационных колебаний в вертикальном перемешивании в замкнутых водоёмах. При горизонтальных размерах водоёма, сильно превышающих радиус деформации Россби LR, гравитационные колебания играют несущественную роль по сравнению с вращением. Если хотя бы один горизонтальный размер значительно меньше LR, гравитационные колебания преобладают над инерционными, и в осреднённом одномерном уравнении движения должен присутствовать горизонтальный градиент давления.
Создан биогеохимический блок для одномерной модели водоёма, описывающий основные процессы, определяющие эмиссию метана и углекислого газа в атмосферу: генерацию газов в донных отложениях, вертикальный диффузионный и пузырьковый перенос, окисление в водной толще, фотосинтез, разложение органических остатков. Для трёх озёр, контрастных по биогеохимическим условиям, расположенных в Северо-Восточной Сибири, в тундре Европейской территории России и на юге Финляндии, модель удовлетворительно воспроизвела динамику парниковых газов.
Авторская модель водоёмов включена в одну из версий модели Земной системы ИВМ РАН — единственной российской модели, участвующей в крупнейшей серии международных проектов сравнения моделей климата CMIP.
В ходе развития направления диссертационного исследования получены следующие новые результаты:

• успешная проверка авторской параметризации сейш на основе сравнения с результатами расчётов трёхмерной моделью термогидродинамики водоёма и данных измерений в озёрах;
• адаптация построенной модели водоёма для задачи инвентаризации и прогноза эмиссии парниковых газов из водохранилищ;
• создание параметризации термогидродинамики речной сети суши для моделей погоды и климата на основе уравнений диффузионной волны и притока тепла;
• в составе международного коллектива авторов проекта ISIMIP получены прогностические оценки изменения термодинамического режима озёр при глобальном потеплении в XXI веке.