Описаны нелинейные механизмы многолетних колебаний уровня Каспийского моря. Показано, что учет зависимости слоя испарения с поверхности бассейна Волги от влагосодержания почвы и слоя испарения с поверхности моря от его уровня приводит к принципиально новому (хаотическому) механизму колебаний и возникновению нескольких уровней тяготения. Отмечено, что стохастические дифференциальные уравнения Фоккера - Планка - Колмогорова имеют стационарную бимодальную плотность вероятности уровня. Установлено, что случайный процесс, характеризующий колебания уровня моря, при нелинейной зависимости скорости испарения от этих колебаний оказывается негауссовским. Описаны индуцированные «шумом» переходы, обусловленные нелинейными процессами испарения. Предложена новая нелинейная стохастическая модель колебаний уровня Каспийского моря, основанная на предсказанных физических эффектах.
Рассмотрены нелинейные модели колебаний уровня Каспийского моря, стока и влагозапасов речных бассейнов. Показано, что резкие и непредсказуемые колебания уровня моря могут быть объяснены в рамках теории динамического хаоса. Предложена простая модель глобального климата Земли, демонстрирующая его неустойчивость. Обоснована необходимость длительных и непрерывных наблюдений за температурным режимом Каспийского моря и Волжского бассейна, которые могут быть обеспечены с помощью космического мониторинга.
