تغییرات آب‌وهوایی مانند گرم‌شدن کره زمین در حال حاضر به دلیل انتشار گازهای گلخانه‌ای ادامه دارد. بررسی و لحاظ تأثیرات تغییر اقلیم در برنامه‌ریزی منابع آب همچنان ضروری به نظر می‌رسد. به دلیل ارتباط مستقیم میان چرخه‌ی آب‌شناسی و سامانه اقلیم، تغییرات در اقلیم بر چرخه‎ی آب‌شناسی تأثیرگذار خواهد بود. بنابراین این تغییرات در سیستم اقلیمی به طور قابل‌توجهی بر متغیرهای اقلیمی مانند بارش و دما تأثیر می‌گذارد. در این تحقیق مدل‌ بارش-رواناب GR4J جهت شبیه‌سازی رفتار متغیرهای اقلیمی و به‌طور خاص دبی آب سطحی در دوره‌های پیش‌رو تحت تاثیر سناریوهای مختلف تغییراقلیم استفاده شده است. پارامترهای این مدل ابتدا با داده‌های تاریخی حوضه به‌صورت متغیر با زمان واسنجی شده است و پس از آن مدل جهت بررسی رفتار متغیرهای اقلیمی استفاده شده است. در این مطالعه روش واسنجی متغیر با زمان مونته کارلو با روش استاتیک شیب گرادیان مقایسه شده است. همچنین از فیلتر کالمن همادی برای بررسی و کاهش عدم قطعیت استفاده شده است. چندین محدودیت در مطالعه‌های مشابه پیشین نظیر در نظر نگرفتن پارامترهای متغیر با زمان برای مدل، انتخاب ناحیه مطالعاتی محدود، عدم مدل‌سازی مناسب جهت بازنمایی صحیح عدم‌قطعیت‌ سناریوهای تغییراقلیم و عدم‌قطعیت داده‌های تاریخی وجود دارد. در این مطالعه با واسنجی متغیر با زمان پارامترهای مدل، توسعه مدل به نحوی که عدم‌قطعیت را بازنمایی کند و انتخاب حوضه مطالعاتی به‌نحوی که داده‌های تاریخی زیادی را دارا باشد، چالش‌های مرتبط با محدودیت‌های ذکر شده حل شده است. حوضه مطالعاتی در این پژوهش دشت نیشابور است. داده‌های تاریخی بارش، دما و سایر داده‌های مورد نیاز مدل جهت شبیه‌سازی دبی آب سطحی از ایستگاه‌های مختلف جمع‌آوری شده و جهت واسنجی و عملکرد بهتر مدل استفاده شده است. در نهایت مقدار معیار نش-ساتکلیف طی اعتبارسنجی روش استاتیک شیب گرادیان 0.32 و برای روش واسنجی متغیر با زمان 0.737 به‌دست آمد که نشان از برتری مطلق روش واسنجی متغیر با زمان توسط الگوریتم مونته‌کارلو دارد. در بررسی سه سناریوی اقلیمی   1-2.6،   2-4.5 و   3-7.0، میانگین رواناب به ترتیب 0.574، 0.54 و 0.518 متر مکعب بر ثانیه محاسبه شد، که نشان‌دهنده کاهش میانگین رواناب طبق 2 سناریو 4.5-2 و 7.0-3 نسبت به میانگین رواناب در گذشته و افزایش طبق سناریو 2.6-1 نسبت به میانگین رواناب در گذشته می‌باشد. اما میزان اوج‌های بسیار کمتری را در آینده طبق هر 3 سناریو نسبت به داده‌های رواناب تاریخی می‌توان مشاهده کرد. واژه‌های کلیدی: تغییراقلیم، مدل هیدرولوژیک، مدل بارش-رواناب GR4J، واسنجی متغیر با زمان، مونته کارلو